基于RLS90模型与Kriging插值的城市交通道路噪声预测——以湖南省长沙市芙蓉区某小区为例

[目的]为建立道路交通噪声预测和应用系统提供基础数据。[方法]运用GIS空间分析中的Kriging插值方法与RLS90模型相结合对城市交通道路噪声进行模拟预测,通过RLS90模型的声源模型与声传模型计算道路噪声值,运用Kriging插值方法进行空间模拟,对道路噪音未知样点进行线性无偏最优预测,并以湖南省长沙市芙蓉区雍景园典型小区为例,进行了验证。[结果]实例应用结果表明,长沙市芙蓉区雍景园小区5个测量地点的噪声预测值(67.40 d B)与测量值(66.26 d B)的空间分布和传播趋于一致。[结论]Kriging插值方法与RLS90模型相结合可以运用于道路交通噪声的实时预测和决策。     

土工格栅增强填石路堤稳定性的作用机理及其应用

干沟填石路堤最大中心填筑高度为64.375m,最大边坡填筑高度达72.144m,在水压力存在条件下其整体稳定性不足,工程中采取了排水与土工格栅加固的处理措施提高稳定性。基于摩尔库仑强度准则,分析认为布置在填石材料中的土工格栅通过侧向约束提高填石材料的抗剪强度,从而使填石路堤的整体稳定性提高。基于极限平衡理论和Ordinary方法,考虑该处填石路堤在高水位条件下布置土工格栅和不布置土工格栅2种工况,应用Geo-slope软件计算了该高填石路堤稳定性安全系数。计算结果表明:填石路堤在高水位时布设了土工格栅后稳定安全系数为由0.921上升到1.344,比不布设土工格栅时提高45.92%,此时安全系数满足有关规范的要求。因此,土工格栅是增强高填石路堤稳定性的一项有效措施。     

玉米精准作业系统中土壤养分空间变异图的制作技术研究

玉米是我国的三大粮食作物之一,同时也是我国农业生产中的支柱产业。玉米的生产同时受许多不确定因素的影响。长期以来,盲目施肥、过量施肥现象普遍,不仅造成农业生产成本增加,而且带来严重的环境污染,威胁农产品质量安全。利用地理信息系统地统计分析模块,分析和绘制玉米核心技术示范区和辐射推广区的土壤养分空间变异图,探讨土壤养分的空间变异规律,为精准变量施肥提供基础数据。     

Geostatistical characterization of fruit damage caused by Anarsia lineatella (Lepidoptera: Gelechiidae) in organic fruit orchards and implications for its management

The peach twig borer Anarsia lineatella is the most common pest threat of peaches worldwide. This work studies for the first time, the fruit damage patterns inside organic peach orchards using geostatistical methods. A linear semivariogram model provides the best fit among candidates’ linear and non-linear models based on the RSS and r². Moreover, the shape of the linear model approaches the pure nugget effect model, with a very low correlation between samples regardless of the distance of separation. This suggests either that the caused damage is to a high degree randomly or uniformly distributed, or, that autocorrelation may be present in distance lower than the measured distance of the study orchards. The linear model has been used for Kriging interpolation to simulate the spatial distribution of fruit damage and to indicate hot spots of high pest activity. According to the linear interpolation model, the simulated percentage of damage ranged from 12% to 28% during an observation period of three years. Moreover, slight border effects were observed during the first two years of observation suggesting possible entry of individuals from nearby orchards.     

漓江流域洪涝灾害风险评价

[目的]探讨漓江流域发生洪涝灾害的可能及其空间分布范围,以期从流域生态水文功能的角度为区域洪涝灾害风险评价研究提供理论基础。[方法]通过基于表层土壤(0—10cm)最大、最小持水量和流域多年平均降雨量,采用地统计学和空间叠加分析的方法分析漓江流域地表土壤排水能力和年降雨量空间变异格局。[结果]漓江流域表层土壤排水能力的变异系数相比流域多年平均降雨量大,受外界随机性因素影响大,空间结构比降低。桂林市城区、临桂新区与灵川县城区3区交界范围为极易发生洪涝区域,而漓江流域中上游的3个保护区(猫儿山国家级自然保护区、海洋山和青狮潭水源林保护区)为不易发生洪涝灾害区域。[结论]考虑流域下垫面生态水文过程和气候(降雨)变化相结合的方法,能够预测和划分流域洪涝发生风险可能及其空间分布格局。其中,桂林市区与灵川县城交界范围为极易发生洪涝区域。     

基于辅助变量和回归径向基函数神经网络(R-RBFNN)的土壤有机质空间分布模拟

为快速准确地获取土壤有机质的空间分布状况,以江西省万年县齐埠镇为例,运用四方位搜索法、地统计学和遥感影像分析技术提取环境因子和邻近信息,构建基于环境因子和邻近信息的回归克里金法(RK)和回归径向基函数神经网络法(R-RBFNN),对齐埠镇耕地表层(0~20 cm)土壤有机质空间分布进行模拟,并与普通克里金法(OK)相比较。结果显示:齐埠镇耕地表层土壤有机质含量在17.30~53.58 g·kg^-1,平均值为35.03 g·kg^-1,变异系数为23.61%,呈中等变异性。半变异函数分析显示,土壤有机质的块金效应值为0.59,表现为中等空间相关性,自相关范围较大。利用62个采样点进行建模、16个采样点进行独立验证,误差分析表明,应用环境因子和邻近信息作为辅助变量的RK和R-RBFNN预测结果的均方根误差、平均绝对误差、平均相对误均差较OK降低,测试集中的相对提高度分别为66.67%和71.79%,显示出较高精度。但R-RBFNN无须计算半方差函数,使用简单,因此更具优势。     

阿拉善左旗土壤盐分空间变异特征研究

为了获得内蒙古自治区阿拉善左旗土壤盐分空间变异特征,本研究以阿拉善左旗为研究区域,以实地调查采样数据为依据,运用普通克里格法和径向基函数方法探讨研究区土壤盐分的空间分布特征,根据两种方法在土壤盐分空间分布及插值精度等方面对比分析,获得适合评价研究区土壤盐分空间变异特征的研究方法。研究表明:阿拉善左旗土壤盐分具有强烈的空间自相关性。土壤盐分空间格局上表现为西南部及北部高,东南部及中部低的趋势。土壤盐分剖面特征表现出明显的区域性,研究区北部呈现底聚性,西南部及东部突出部分呈现为表聚性的剖面特点。克里格法与径向基函数法均适用于阿拉善左旗土壤盐分的空间特征解译,精度验证表明克里格法更适合于对研究区土壤盐分空间变异的探讨。研究区0～20 cm和20～40 cm两个土层中分别有97.72%与99.89%的土壤遭受不同程度的盐渍化危害,各土层中中度盐渍化土壤面积占比例最大,其次为重度盐渍化土壤和轻度盐渍化土壤,盐土有一定比例的分布。因此,需采取有效的治理措施对阿拉善左旗土壤盐渍化加以防控与治理。     

基于贝叶斯克里金的山东省小麦产量时空相依模型

为解决农作物产量预测中的相依性问题,在贝叶斯层次模型的基础上,使用GB2分布替代正态、逻辑斯特等分布形式,并对其尺度、形状、峰度、偏度参数同时引入时间效应t以及采用克里金方法体现的空间效应,与此同时在模型中增加多种协变量以探究影响产量的因素。基于山东省小麦产量数据的实证结果表明:相较于对时间趋势和产量分布分别拟合的两步法,嵌入式模型更好的模拟农产量的时空相依特征、减少预测误差的叠加;GB2分布的引入为拟合农产量提供更大的灵活性;克里金方法的引入改进了模型的预测效果。基于克里金方法的嵌入式时空模型可有效提高小麦产量预测的准确性、降低区域产量保险费率。     

基于ArcGIS地统计分析的长沙农田根层土壤有机质分析

基于GIS与地统计学原理,使用Arc GIS地统计分析模块研究了长沙周边地区农田根层土壤有机质含量的空间变异情况。结果表明:参照土壤养分分级标准发现长沙农田地区根层土壤中有机质含量中等;以该研究区域山坡天然土壤为农田土壤对比样,比较各项养分值的高低及相关系数,方法可行,结果也有一定意义;有机质的半变异函数最佳理论模型为球形模型,对半变异函数理论模型及参数进行分析发现有机质空间相关性均较弱,说明其空间变异主要受施肥方式和施肥水平影响;使用普通克里格插值方法,绘制长沙市农田地区根层土壤有机质含量分布图,直观地显示了长沙地区基本农田根层土壤有机质的丰缺状况,可为科学施肥提供理论依据及指导。     

农田尺度下影响土壤表层有机质空间分异性的因子研究

为研究在农田尺度下,对土壤表层(0~25 cm)有机质产生影响的空间分异性因子,通过对采样的土壤样本进行理化分析,运用Arc GIS10和Geo Da软件对土壤有机质数据进行地统计分析、普通克里金插值和空间相关性分析等研究,得出在研究区内土壤表层有机质的空间分异与地形因子呈现负相关性,并且护田林对土壤表层有机质的空间分异影响显著。原因是地形通过地表径流从而间接影响土壤表层有机质的空间分异,而护田林则通过根茎叶等直接影响其周围地带的土壤有机质的空间分异。