基于SPI的近53 a宁夏干旱时空演变特征研究

利用宁夏回族自治区9个气象站点1959-2011年的逐月降水数据计算其标准化降水指标(standardized precipitation index,SPI)值,并结合干旱站次比、干旱强度、气候倾向率及ArcGIS中反距离加权插值等方法,分析了研究区干旱的时空变化特征。结果表明,近53 a来,宁夏回族自治区年SPI在波动中呈降低的趋势,其变化倾向率为-0.131/10 a,呈更加干旱趋势,且干旱增幅以21世纪最大;从季节SPI变化来看,春、夏、秋季干旱呈增重趋势,但冬季有所缓解。从干旱发生的范围和强度来看,宁夏回族自治区重旱发生范围略有扩大,而轻旱和中旱略有减小,强度微呈减弱趋势;四季中,总体呈现出冬季干旱强度略增,范围缩小,春季干旱范围扩大。强度增强,而夏秋干旱范围缩小。宁夏回族自治区存在季节连旱频发现象,持续时间长,尤其是春、夏、秋跨季节连旱对农业生产影响最大。年和季节SPI的空间差异明显,表现为由北向南干旱的加重幅度逐渐增大,尤以南部山区对区域干旱变化的响应最为敏感。     

Simulating soil erodibility in southeastern China using a sequential Gaussian algorithm

Soil erodibility(K) is a key factor of soil erosion, and its appropriate quantification and interpolation are vitally important for soil and water conservation.The traditional point-represent-polygon approaches and common kriging method for the estimation of K, however, do not sufficiently represent the original data. The objectives of this study were to simulate the spatial distribution of K using a sequential Gaussian algorithm and analyze the uncertainty in evaluating the risk of soil erodibility in southeastern China. We determined 101 sampling points in the area and collected disturbed soil samples from the 0–20 cm layer at each point. Soil properties were determined, and K was calculated using five common models: the EPIC(Erosion/Productivity Impact Calculator),approximate nomograph, Torri, Shirazi, and Wang models. Among the chosen models, the EPIC model performed the best at estimating K(KEPIC), which ranged from 0.019 to 0.060 t ha h(ha MJ mm)~(-1), with a mean of 0.043 t ha h(ha MJ mm)~(-1). The KEPICwas moderately spatially variable and had a limited spatial structure, increasing from south to north in our study area, and all spatial simulations using the cooperative kriging(CK) interpolation and the sequential Gaussian simulation(SGS) with 10, 25, 50, 100, 200, and 500 realizations had acceptable accuracies. The CK interpolation narrowed the range,and the SGS maintained the original characteristics of the calculated data. The proportions of the risk area were 38.0% and 10.1%, when the risk probability for K was 60% and 80%, respectively, and high risk areas were mostly located in the north. The results provide scientific guidance for managing the risk of soil erodibility in southeastern China.     

站点密度及插值方法对ET0空间插值精度的影响

流域参考作物蒸发蒸腾量（ET0）插值方法的研究对流域尺度作物耗水时空变化规律有重要意义。该文通过海河流域162个国家农业气象站3a（2003－2005年）旬值气象资料,利用Penman-Monteith公式计算了这些站点ET0,采用ArcGIS软件中常用的Spline、IDW和Ordinary Kriging（OK）法,以及近些年研究较多的线性回归Regression插值法,对不同站点密度条件下的ET0进行空间插值。分析了各空间插值方法在不同站点密度条件下的优劣性,并且给出了本流域内各种站点密度范围条件下计算ET0最适宜的插值方法。结果表明以站点密度1.3个/万km2为界,当站点密度低于此密度时,推荐使用Regression插值法;当站点密度大于1.3个/万km2时,推荐使用IDW和OK插值法;当站点密度大于4.3个/万km2,以上三种插值法并无显著差别;不推荐使用Spline插值法。     

安徽省热量资源空间分布模型及插值方法研究

【目的】对安徽省热量资源进行栅格化处理,解决无测站地区的热量资源估算问题,为区域农业气候资源评估提供依据。【方法】利用安徽省1971~2000年气象站地面资料,在地理信息系统技术(GIS)支持下,采用多元回归结合空间插值方法,建立安徽省热量资源要素空间分布模型,并比较反距离权重法(IDW)、克里格和样条函数3种空间插值方法的精度。【结果】基于GIS平台,建立了安徽省250 m×250 m分辨率的温度和积温栅格化数字地图。对空间插值方法的交叉验证结果表明,3种空间插值方法的平均绝对误差、平均误差平方的平方根排序均为IDW<克里格法<样条函数法,IDW法效果最优。【结论】应用GIS空间内插技术,构建高分辨率的栅格化热量资源要素集,可有效提高农业气候资源分析和利用的精细化程度。     

基于空间插值分析法的棉花生长适宜性评价

利用GIS软件提供的空间插值法分析处理南阳市宛城区离散的土壤养分监测点数据,将点状数据插值为面状数据,并进行了棉花生长适宜性评价,此次工作结果不但对指导宛城区棉花的生产有实际意义,而且此次的方法也可为其它工作提供一些借鉴。     

云南水稻水分敏感指标空间变异规律研究

 利用云南水稻多年平均水分敏感指标数据,以地统计学作为理论工具，在地理信息系统软件平台上，对云南水稻水分敏感指标进行了空间变异规律分析，并优选出插值模型。研究表明：云南水稻多年平均水分敏感指标变异函数以普通克里金球状模型拟合最优、80.5度方向变程最大、插值模型以普通克里金球状模型插值精度较高。     

面向数控加工系统的3D打印切片算法与分区扫描策略

为实现大型农机零部件的快速修复与更换,该文针对3D打印协同数控成形大型零件中的折线拐点金属过堆积、工件翘曲变形、层厚难以实时调整等问题,提出数控系统与电子束成形相结合的3D打印切片算法与分区扫描策略。为提高切片速度,实现成形过程中的层厚实时调整,采用反向光线追踪算法对三维模型渲染切片,通过MS(marching squares)算法提取二值图像的坐标序列,快速获取指定层的轮廓坐标;为避免成形过程中电子枪运行速度不均匀引起的金属过堆积现象,选用B样条基函数对轮廓数据进行曲线插值,结合数控系统的曲线插补命令,实现恒定线速度成形。针对大型零件在成形过程中的变形问题,采用六边形分区与平行线变角度扫描技术,根据各分区图案的形心欧式距离规划扫描顺序,实现变形控制。结果表明:采用非均匀有理B样条曲线和直线分段插值后,拟合曲线对原始多重曲面截线的逼近误差范围与切片数据相比减少了30%。选用网格数量为1 483 132的STL(stereolithography)模型进行效率测试,该算法切片用时90 s,与商用软件Magics15.01切片相比用时减少了34.6%,与开源软件Cura15.06切片相比用时减少了31.4%,研究结果可为大型零件成形过程中的层厚动态调整及变形控制等提供新的思路。     

Meyer-Konig and Zeller算子及Bernstein算子在内插空间中的逼近

给出了一般内插空间中线性一致有界算子序列逼近的正逆定理 ,作为应用 ,用 Meyer- Konig and Zeller算子和 Bernstein算子给出了一类特殊的内插空间中一致逼近的特征性定理 ,其结果为已有的经典 Zygmund类中相应结论的推广。     

张家口地区水热因子的空间插值及其变化趋势分析

在DEM和已有降水模拟数据的基础上,充分利用GIS空间插值技术和气象统计数据,完成了对张家口地区多年年均温和降水量的空间模拟。研究表明,张家口地区年均气温受地形影响很大,中西部和东南部山区属低温区,洋河河川区年均气温7℃以上,属于高温区,其余丘陵、低山区年均气温一般在4～6℃;区内气温年较差偏大,进一步表明张家口地区大陆性气候特征显著;1992～2001年的年均温模拟结果高值区较1949～2001年明显增加,是全球气候变暖的又一例证。张家口地区年均降水量有从东南向西北减少的趋势,降水分布不均匀;局部地区由于受地形变化的影响,年降水量的空间分布有一定的起伏变化,形成几个高值区,崇礼县降水相对较高,而康保、张北等坝上地区降水相对较少。实践证明,GIS空间插值技术是将统计数据栅格化的理想手段和工具,该研究对张家口地区的农业生产有一定的实际指导意义。     

低山茶园土壤的氮素空间变异与其颗粒组成的关系

研究低山茶园土壤氮素的空间变异及其与土壤颗粒组成的关系,对提高茶园氮肥利用率,降低氮素损失及茶园土壤管理具有重要意义。结合运用经典统计学和地统计学方法,分析蒙顶山茶园土壤的氮素空间变异与其土壤颗粒组成的相关性。结果表明:①土壤全氮及碱解氮含量具有中等的空间相关性,C0/(C0+C)分别为35·5%和28·5%,自相关距离分别达到了843和1149m,结构性因子是其空间变异的主要影响因子。二者的空间变异方向并不完全相同,但都在东南方向有明显的空间变异,在东北方向的变异较小。②Kriging插值分析说明,土壤全氮和碱解氮均在东北至西南方向呈明显的带状分布,在垂直方向均随海拔高度的升高而增大。③土壤全氮和碱解氮含量与<0·0001mm土壤颗粒呈极显著负相关,与0·0001~0·0005mm粒径土壤颗粒相关不显著,与0·0005~0·01mm粒径土壤颗粒呈显著或极显著正相关。