Prediction of soil salinity in the Yellow River Delta using geographically weighted regression

It is essential to determine the content and spatial distribution of soil salinity in a timely manner because soil salinization can cause land degradation on a regional scale. Geographically weighted regression (GWR) is a local regression method that can achieve the spatial extension of dependent variables based on the relationships between the dependent variables and environment variables and the spatial distances between the sample points and predicted locations. This study aimed to explore the feasibility of GWR in predicting soil salinity because the existing interpolation methods for soil salinity in the Yellow River Delta are still of low precision. Additionally, multiple linear regressions, cokriging and regression kriging were added to compare the accuracy of GWRs. The results showed that GWR predicted soil salinity with high accuracy. Furthermore, the accuracy was improved when compared to other methods. The root mean square error, correlation coefficient, regression coefficient and adjustment coefficients between the observed values and predicted values of the validation points were 0.31, 0.65, 0.57 and 0.42, respectively, which were better than that of other methods, indicating that GWR is an optimal method.     

基于GIS的气象要素空间插值方法研究

基于地理信息系统软件ArcMap的统计分析模块,对我国及周边地区2 114个气象站点1961-1990年的年均温度、年降水量以及年积温等数据,分别使用反距离权重法、样条函数法和普通克里格法,选取不同的气象站点进行了空间插值,并利用交叉检验方法对插值精度进行了评估,结果表明：对于同一种插值方法,参与插值的气象站点数目不同,插值结果也不同。对3种气象要素的插值结果进行验证发现,普通克里格法均具有最好的插值精度。对年均温度和年降水量来说,样条函数法的插值精度优于反距离权重法,而对年积温,反距离权重法的插值精度优于样条函数法。通过对原始数据进行一定的处理,可以有效提高最终插值结果的精度。研究表明,我国水热的空间分布呈现明显的东西、南北分界,与胡焕庸线大致相一致,此线以东,水热条件充分,此线以西水热条件较差。     

基于流形的封闭曲线光顺优化插值方法

为了将基于流形的封闭参数曲线构造方法引入工程实际应用中,在研究此类封闭曲线上点的一二阶导矢量计算方法以及节点矢量的确定方法基础上,提出了结合整体光顺优化方法的、在插值点处G1连续的任意次封闭参数曲线插值方法,该算法弥补了常规插值算法未考虑插值曲线光顺性的缺陷,使得所得到的插值曲线在满足给定约束条件下尽可能地光顺,最后以实例验证了本文算法的有效性。     

黄河三角洲地区典型地块土壤盐分空间变异特征研究

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍化问题,以黄河三角洲地区典型地块为研究区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了不同深度土层盐分含量的空间变异特征,绘制了各土层盐分的随机性和结构性的半方差图以及空间分布图。结果表明：受内在因子和外在因子的共同作用,各土层含盐量均具有中等的变异强度和空间自相关性,自相关距差异不大。Kriging插值结果表明,研究区内各土层含盐量的空间分布表现为条带状和斑块状分布。微地形和气候条件是影响表层土壤盐分空间变化的主要因素,地下水性质是影响深层土壤盐分空间分布的主要因素。该研究为黄河三角洲地区盐渍化土壤的分区、改良、管理和合理利用提供了理论基础和参考依据。     

不同水质灌溉土壤磁化率空间变异性研究

采用地统计学和GIS相结合的方法,对太行山山前平原城郊区不同水源灌溉条件下土壤磁化率的空间变异性进行研究,并探讨了土壤磁畴状态。结果表明：不同水源灌溉条件下,土壤磁化率均服从正态分布;在一定范围内均存在空间相关性,半方差函数均符合球状模型,具有中等变异程度;变程变化在5.14～10.08 km。污灌区和清灌区的土壤磁化率差异明显,东西(EW)和西北—东南(NW-SE)方向的变异最大,土壤磁性物质主要为细的超顺磁颗粒。     

山区县域尺度降水量空间插值方法比较

随着空间降水信息需求的日益增加,降水的空间插值已被广泛应用,而不同的插值方法因不同的地区和研究目的产生不同的效果。该文以浙江省淳安县为例,选取17个站点1959～2000年多年平均和月均降水资料,在地统计学和地理信息系统(GIS)支持下,结合一些地形地理因子,采用多种插值方法对研究区降水量进行了空间插值研究,分析不同插值方法对研究区的适用性和精度,并对模拟的空间降水量图像进行了比较。通过3个检验站点的插值误差的比较,混合插值法,即回归克里金插值法误差最小,效果最好。     

多因子空间插值模型在农作物病虫害监测预警系统中的构建及应用

农作物病虫害监测预警系统中,监测站点数量一般较少,监测的数据非常有限。因此,利用有限的病虫害监测数据,展现病虫害的整体空间分布情况及其时空变化,迫切需要建立符合病虫害发展规律的空间插值模型。该文在结合各类空间插值算法优点的基础上,考虑农作物病虫害空间插值的特殊性,提出了基于空间方位关系、拓扑关系、距离关系以及自然气候条件影响的多因子插值模型。在广东省各县区分布图的基础上,利用空间方位关系、拓扑关系、距离关系等三类最基本的空间关系,确定各县区的空间相互影响因子,并将各种自然气候条件,如：气温、气候、风向、风速等纳入到影响因子中,构建插值模型,然后在已有部分县区测报站的病虫害数据的基础上,利用插值模型内插出其他县区的病虫害数据,展示病虫害对周围环境的影响,以及病虫情的传递速度,实现病虫害的监测预警。     

基于特征融合的果园非结构化道路识别方法

针对果园道路无明显边界且道路边缘存在阴影、土壤和沙石干扰等问题，提出一种基于特征融合的果园非结构化道路识别方法。通过相机标定获取畸变参数对采集到的图像进行畸变矫正，并提出一种基于滤波与梯度统计相结合的动态感兴趣区域(ROI)提取方法对HSV颜色空间S分量进行ROI选取，采用最大值法将颜色特征与S分量多方向纹理特征掩膜相融合并进行二值化与降噪处理。根据道路边缘突变特征寻找特征点，并提出一种基于距离与位置双重约束的两级伪特征点剔除方法。为更好贴合非结构化道路不规则边缘，引入分段三次样条插值法拟合道路边缘，以此实现道路识别。试验结果表明，在晴天、阴天、顺光、逆光、冬季晴天和雨雪天气6种工况条件下，S分量、纹理图像和融合图像的平均纵向偏差均值分别为2.43、39.71、1.36像素，平均偏差率均值分别为0.99%、18.02%和0.54%,相较于S分量与纹理图像而言，使用本文方法构建的融合图像其平均纵向偏差与平均偏差率均得到有效减少。最小二乘法、随机采样一致性法(RANSAC)与分段三次样条插值法拟合边缘的平均偏差均值分别为2.64、3.16、0.66像素，平均偏差率均值分别为1.02%、1....     

多源降水融合分析产品在重庆复杂地形下的精度评价

利用2020-2021年两套多源降水融合分析产品FAST和FRT产品、经过质量控制后的重庆地区35个国家气象站逐小时降水量资料，结合各站点地形因子对两套产品进行相关性和误差检验，为复杂地形下的水文气象研究提供数据支撑。结果表明：（1）FAST、FRT产品与观测值的相关性较好，呈正相关，误差较小，产品整体比观测值偏低，两者略有差别。（2）在月、季时间尺度上，春季的精度最好，汛期5-9月的误差和离散程度最大。（3）随着降水等级增大，产品的误差、相关性以及TS等级评分的分布越离散，误差绝对值逐渐增大，TS等级评分逐渐降低，相关性则先降低后增大，其中降水等级0.1～1.9mm、≥20mm的相关性较好。（4）在地形因子上，产品精度略有差别，其中斜坡上产品的精度最优，其余依次为平坡、陡坡以上和缓坡；起伏度大于70m产品的精度最优；随着海拔增加，产品精度先降低，当海拔大于700m时，产品精度提升；坡向为西南、东的产品精度更优，其中西南坡向最优。FAST和FRT降水产品在重庆地区具有较高的精度，可以为自动站点稀少地区的降水数据提供有效补充。     

基于CENTURY模型的张掖草地土壤有机碳模拟及影响因素研究

研究草地土壤有机碳的时空分布及影响因素有利于推动区域生态系统碳汇管理，对实现“双碳”目标有重要意义。以张掖草地为研究对象，运用CENTURY模型模拟张掖草地土壤有机碳密度，采用结构方程模型分析各环境因子对草地土壤有机碳的作用路径及强度。结果表明：1970—2022年土壤总有机碳密度呈增长趋势，与缓性及惰性土壤有机碳的变化趋势较为一致；有机碳密度呈现东南高，西北低的空间分布格局；总有机碳密度的高值区主要是肃南县的东南部与民乐县，高台、临泽、甘州区相对较低；海拔、年降水量对土壤总有机碳密度存在正效应，而年均温度、土壤含水量、pH值是负效应。年均温度的直接效应最大，海拔通过影响降水、温度和pH值等间接影响土壤有机碳密度，降水量对土壤有机碳密度不仅有直接影响，还会通过影响土壤含水量、pH值等间接影响土壤有机碳密度。