云南省16个州市降水量特征分布研究——基于克里格插值法

云南省是我国山地灾害最为严重的区域之一,掌握该地区16个州市降水的变化规律是山地灾害成灾演化的关键控制因素。本文使用实验变差函数克里格插值法,拟合相适应的球状模型,并计算出每个各点周围降水数据的权重。将得到的权重与已知的降水数据相乘得到相应格点的降水量,并使用Matlab软件画出降水分布图,以此模拟出云南省16个州市的降水量的降水图。研究发现:月降水量多雨区主要分布在省内腹地,少雨区主要分布在省内西北部,从南向北逐渐减少。降水量的空间分布预测对于云南省区域水资源环境及气候变化研究展具有重要的意义。

基于协同克里格的数字地价模型构建——以广州市番禺区为例

为构建更为精准的数字地价模型,文章以2017年广州市番禺区60个商业基准地价数据作为研究样本,对地价数据进行了半变异函数分析,确定球状模型为最优克里格插值模型,选择道路通达度作为辅助变量,首次引入协克里格对城市地价进行定量化研究,并与普通克里格插值方法进行交叉验证对比。研究表明:地价数据显示出强烈的空间相关性。协克里格插值构建模型的误差远优于普通克里格插值构建的模型,显示出协克里格插值方法具有较好的估测能力。

基于ICESat-2/ATLAS数据结合克里格插值进行区域尺度森林LAI估测

森林叶面积指数(leaf area index,LAI)是探究植被与气候相互作用关系的关键参数.为更加科学、高效获取森林LAI空间格局信息,研究基于星载光子计数激光雷达ICESat-2/ATLAS数据进行大尺度森林LAI估测,以探讨星载光子数据在山地森林LAI建模中的潜力和可行性.以香格里拉市为试验区,对试验区有林地光子点云数据进行去噪、分类等预处理.随后提取各个林地光斑的特征因子属性,并结合47块森林LAI样地实测数据,分别采用逐步回归和随机森林回归模型构建了基于研究区光斑尺度的森林LAI模型.为实现研究区森林LAI的连续估测,研究对经优选的光斑特征因子进行克里格插值,形成其各自属性值的栅格图层,并利用LAI最佳模型进行研究区森林LAI的整体估测.结果表明,Landsat percent,Canopy photon rate,Minimum canopy height和Number of canopy photons等4个光斑特征因子与LAI样地实测值呈显著相关,可作为LAI的建模因子.随机森林模型对研究区LAI的预测能力优于逐步回归模型,其R^(2)和RMSE分别为0.557和0.175,为研究区森林LAI的估测模型.变异函数结构分析显示,指数模型对Landsat percent、Canopy photon rate和Minimum canopy height等3个因子的变异特征的拟合效果较好,其R^(2)分别为0.89,0.78和0.77,而Number of canopy photons的最优理论变异函数模型为球状模型,其R^(2)为0.68.4个LAI模型的光斑特征因子的变异程度仅为6%-12%,块金效应微弱,空间自相关性显著,可对其进行克里格插值.研究为基于星载光子点云数据反演区域森林LAI提供了方法示范,是以较小成本实现大尺度森林LAI快速反演的一个思路.

基于分形分布的多重指示克里格估值方法及实例应用

地质统计学方法又称克里格法,是资源量估算的主流方法,当矿化元素品位呈混合总体分布且在空间上无法划分出有效的估算域时,宜采用多重指示克里格(MIK)方法。传统MIK估值一般选择十分位数作为指示阈值。但是该方法阈值的地质意义不明确,最低阈值和最高阈值内样品数据过少时,可能影响估值准确度,且建模过程繁琐。研究结果表明,矿化元素品位具有分形分布特征,可以用分形方法进行矿化混合总体筛分来确定MIK的指示阈值。本文以刚果(金)某铜钴矿床资源量估算为例,对比了分形分布法、概率图法和十分位法的MIK估值。研究结果显示,分形分布法MIK估值结果与十分位法基本一致,较传统十分位法建模过程简化,且有更明确的地质意义,作为传统十分位法MIK的改进方法具有推广应用价值。

基于回归克里格方法和sentinel 2B遥感数据的澴河流域土壤总磷空间分布信息提取

土壤总磷空间分布是准确掌握流域农业面源污染状况的关键,而遥感技术因其便利性在土壤面源污染调查中的潜力亟待探索。本文以澴河流域土壤总磷分布为例,分析了土壤总磷的光谱特性,发现总磷含量与土壤光谱反射率呈负相关,其中红外光谱(700~1800nm)表现更加明显;并以土壤总磷光谱计算数据作为环境辅助因子,取样点数据作为主要因素,运用回归克里格地统计方法成功提取了澴河流域土壤总磷空间分布信息,将结果与实测数据对比,其ME值为0.08,MAE值为0.48,RMSE值为0.69,预测精度较协同克里格和反距离权重法有明显提高。本方法既保留了地统计分析方法的精度,又具备处理高密度样本的能力,为土壤属性的空间插值提供了一种可行的获取方法。

普通克里格法在草桃背铀矿床资源量估算中的应用

草桃背铀矿床为赣南河草坑铀矿田的骨干矿床,目前已开采利用,根据铀矿资源总量预测,河草坑矿田有大量的铀资源尚待开发,其中最具找矿潜力的当数草桃背铀矿床。在收集整理草桃背铀矿床地质资料的基础上,建立矿床地质数据库,利用MinePlan3D矿业软件隐式建模功能构建了矿床内细粒似斑状黑云母花岗岩、隐爆角砾岩、震碎花岗岩及安山岩等三维实体模型,从三维空间上直观地表达了火山机构内各岩石的分布形态,为探索红盆及今后火山岩型铀矿深部找矿提供了思路。利用剖面法构建了矿化域实体模型,采用普通克里格法对块体模型铀品位进行限制性插值,以铀克里格边际品位0.047%统计矿床资源量,并将其与原报告所用地质块段法的估算结果进行了对比,两种方法估算结果均在允许误差范围之内。根据品位—吨位关系图,提出了用铀克里格品位0.047%作为边际品位的单指标方案,为矿山后续进一步适应市场经济需要调整边际品位奠定了基础。

基于指示克里格的青铜峡灌区土壤盐渍化风险与潜水埋深和矿化度关系研究

为探究青铜峡灌区土壤盐渍化风险及其与潜水位埋深和矿化度关系,综合运用GIS和非参数地质统计学的指示克立格法,研究了2018、2019两年4月份春灌前0~20、20~40和40~60 cm深度土壤全盐量,潜水位埋深、潜水矿化度空间变异性,并分析满足一定阈值条件的概率分布图及其相互关系。结果表明:(1)青铜峡灌区土壤全盐量、潜水位埋深、潜水矿化度的变异系数均大于1,都属于强变异;频率分布呈现明显的“高顶”现象。(2)青铜峡灌区不同深度不同阈值土壤全盐量的指示半方差函数符合球状模型、指数模型、高斯模型等不同类型。潜水位埋深的指示半方差函数符合指数模型。潜水矿化度阈值为1.0和2.0 g/L时指示半方差函数符合指数模型,阈值为2.5和3.0 g/L时指示半方差函数符合高斯模型。不同阈值条件下的土壤全盐量和潜水位埋深呈中等~较强的空间自相关,潜水矿化度表现出较强的空间自相关。(3)青铜峡灌区0~20 cm深度土壤发生轻度、中度、重度盐化和盐土化的高概率区占灌区总面积的92.38%、73.71%、51.83%、24.61%;20~40 cm深度比例为92.15%、50.21%、6.87%、0.53%;40~60 cm深度比例为89.16%、43.06%、6.09%、0.46%。潜水位阈值为1.5、2.0、2.5、3.0 m时高概率区占灌区总面积的13.42%、30.25%、41.87%、65.18%。潜水矿化度阈值为1.0、2.0、2.5、3.0 g/L时高概率区面积占灌区总面积的59.13%、55.22%、33.76%和31.96%。随着阈值增加,高概率区面积均明显较少。(4)青铜峡灌区土壤发生中度和重度盐渍化时的潜水临界埋深为2.0 m,潜水临界矿化度分别为2.0 g/L。研究获取的综合指示概率分布图和概率风险评价对青铜峡灌区土壤盐渍化防治具有指导意义,可为土地资源高质量保护和利用提供参考。

县域土壤养分协同克里格和普通克里格空间插值预测比较——以陕西省蓝田县为例

运用地理信息系统和地统计学相结合的方法研究蓝田县土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾4种养分的空间插值精度,根据交叉检验参数及相对误差指标探讨和比较普通克里格法(Ordinary Kriging)和协同克里格法(Cokriging)的空间预测效果.研究表明:土壤养分存在中等强度变异性,在土壤养分间存在显著相关性条件下,利用Cokriging方法能缩小极值误差范围、减小均方根误差,提高实测值与预测值的拟合精度;利用土壤多种养分属性进行Cokriging插值可提高中等区域土壤养分估值精度.

土壤养分含量的协同克里格法插值研究

土壤养分含量的空间分布是农业领域研究的重要内容,空间插值是获取土壤养分含量空间分布的重要方法。空间插值方法很多,不同的空间插值方法结果精度各不相同。文章以石家庄城乡交错带土壤全氮、速效磷、速效钾三种养分含量为主变量,土壤有机质含量为辅助变量,选取普通克里格法和协同克里格方法,对85个采样点的土壤养分数据进行空间插值分析,获取土壤养分含量空间分布图。采用交叉验证法对其插值结果精度进行分析和评价,结果表明,采样点数量相同时协同克里格方法的结果精度明显高于普通克里格插值法;利用协同克立格法,主变量数目在减少至70个,辅助变量不变的情况下,精度仍高于普通克里格法,且空间分布高度相似。说明在适当减少土壤样本的情况下,协同克里格法仍能保证插值精度,适合土壤养分空间插值。

非线性克里格法在矿体储量估算中的应用

在对指示克里格和多元高斯克里格估值方法进行研究的基础上,将这2种克里格估值方法用于矿产资源储量估算。首先,利用指示概率模型进行矿化带边界的确定;然后,针对已圈定的矿体,利用多元高斯克里格对矿体内的块体进行品位估值;再分别用有矿化带边界情况下的普通克里格方法和无矿化带边界情况下的多元高斯克里格方法对同一矿体进行估值计算。研究结果表明:有矿化带边界的多元高斯克里格估值方法可以克服无矿化带边界普通克里格估值方法的非平稳性和有矿化带边界普通克里格估值方法的平滑效应对估值结果的影响。

优化后的克里格空间插值法在土方平衡中的应用

土方平衡是施工场地竖向规划中的一项重要内容,土方量的精确度是直接影响工程造价控制与施工组织的关键,为了提高对土方量的计算精度,达到土方挖填平衡的目的,本文提出对普通克里格空间插值法进行优化。在普通克里格空间插值法基础上,就标高和克里格权重两个关键因子对克里格空间插值法进行理论优化,通过Matlab数值模拟,将优化后的克里格空间差值法与未优化的克里格空间差值法进行误差对比,研究表明,较于传统土方计算理论及未优化的克里格空间插值法理论,无论是计算精度还是计算效率,优化后的克里格空间插值法理论均更高。最后以广西百色某学院整体规划项目的土方调配工程为例,基于优化后的克里格空间插值法,通过Matlab数值模拟计算得出各楼块理论土方挖、填方量和最优土方调配方案。

泛协克里格方法的矩阵分析

该文用矩阵分析方法对泛协克里格方法给出了严格的论述．设有区域化向量ｕ（ｘ）＝（ｚ１（ｘ），…，ｚｋ（ｘ））＇，为用已知数据ｕ（ｘｉ）（ｉ＝１，…，ｎ）对ｕ（ｘ）进行估计，以矩阵分析为工具，严格地导出了Ｋｒｉｇｅ方程组和Ｋｒｉｇｅ方差．

应用回归克里格方法的河北省降水量空间插值研究

基于河北省143个标准气象站2001年~2020年观测降水资料,采用回归克里格方法结合地理经度(lon)、纬度(lai)和海拔(alt)因素对该地降水量进行空间插值分析。研究表明,区域降水量具有显著经向和纬向地带性分异特征,并且与海拔呈显著负相关关系。站点降水量数据具有显著空间自相关性,其自相关范围约为7 km,拟合得到多元回归模型为y=-2486.65+39.46lon-32.44lai+0.29alt,其R~2=0.51,P<0.01。回归克里格插值显示区域降水量分布范围介于343.1mm~705.6 mm,以实际观测值接近,得到的降水量插值结果在空间分布上符合河北省实际。

协同克里格方法在东海表面温度场数据插值中的应用

首次将协同克里格方法引入到海洋水文插值计算中处理东海实验区2008-01—2008-03三个月抽稀后的月平均海表面温场数据。将温场数据分为趋势分量和剩余分量,最终采用两分量的估计值之和实现海表面温场数据的格网插值估计。结果表明:协同克里格方法比传统方法(趋势分析、移动平均、普通克里格插值)效果好。提出变差函数局部拟合的方法,解决了在最大搜寻范围内变差函数无法收敛,各方向很难取得统一基台值的问题。

一种基于Markov模型和协同克里格的插值方法

协同克里格是一种具有无偏性和最小预测方差的插值方法.它的主要优点在于充分考虑了空间信息点的相关性和不同变量间的交叉相关性,从而可以将不同信息进行融合.最初的协同克里格方法不能解决不同变量间交叉矩阵不稳定的问题.然而,根据Markov模型的屏蔽效应假设,可对协同克里格方法进行逼近.Markov模型的屏蔽效应假设:硬数据可以屏蔽在其位置以外的其他硬数据对其所在位置软数据的影响.因此在同位置协同克里格中引入Markov模型实现上述逼近.实验说明了该方法的有效性:(1)对该方法模拟结果与真实参考数据的方差和均值进行计算,误差分别为3.8%和2.9%;(2)插值结果具有与真实参考数据相似的直方图分布;(3)在模拟效果上要优于全局协同克里格和简单克里格方法.

相空间重构克里格法的矿藏储量预测研究

为了提高矿产储量估算的精确性,减小普通克里格法的平滑效应对储量计算的影响,建立了基于相空间重构的克里格法。结合限制性克里格法的计算过程,修订了限制参数及条件并结合实例给出了对原始数据预处理的矿藏储量估计方法和结果。比较普通克里格法的相应结果后,在数值上得到该方法在抑制平滑效应方面较为理想的结论。

基于泛协克里格法的空间插值方法研究

分析区域化变量的特征,采用合理的插值方法是观察靶区样品分布及估计靶区样品储量的重要手段。该文在分析趋势模型和线性估计无偏条件的基础上,讨论了漂移向量对求解泛协克里格方程组的影响,描述了区域化向量的估计过程。以某矿区样本为例提出该矿区的泛协克里格法可视化计算流程,不但完成了对矿体的内部属性建模,并且较准确地计算了矿体储量,误差为100KG左右。实验证明,泛协克里格法可为研究矿体的空间分布提供科学依据。

基于协同克里格插值和地理加权回归模型的土壤属性空间预测比较

选取宜昌市红花套镇作为研究区域,研究土壤pH、有机质、有效磷、速效钾、碱解氮与土壤属性指标变量之间的关系,选择与预测变量之间具有较高相关性的变量作为辅助变量用以提高预测精度,本文试图将地理加权回归模型应用于土壤属性空间模拟中,以此与协同克里格插值的预测结果进行对照,从而比较它们的预测精度以提出更适合土壤属性预测的模型。结果表明:协同克里格插值和地理加权回归模型对土壤属性的空间模拟均有较高的预测精度,在辅助变量较多的情况下地理加权回归模型具有比协同克里格插值更为简单的算法,并且比较预测值相对误差的范围跨度和标准差以及均方根误差等方面,地理加权回归模型在土壤属性指标预测方面具有更高的预测精度,也具有更大的优势。

县域农田土壤铜含量的协同克里格插值及采样数量优化

【目的】研究县域农田土壤铜含量的空间分布和采样数量,为农田土壤环境质量调查提供帮助。【方法】采用协同克里格方法,以初始的623个土壤铜含量数据及在此基础上随机抽取的560、498和432个数据为目标变量,并以初始的623个土壤有机质含量数据为辅助变量,对四川省双流县农田土壤铜含量进行插值分析,并对不同样点数量下协同克里格法在县域尺度农田土壤铜含量空间分布研究中的适用性进行评价。【结果】相同取样数量下,协同克里格法的均方根误差相对于普通克里格法可降低0.9%～7.77%,预测值和实测值之间的相关系数可提高1.76%至9.76%。利用协同克里格法,在土壤铜含量数据量缩减10%的情况下,其估值精度仍高于初始的623个土壤铜含量数据的普通克里格估值,且二者的分布图具有高度相似性。【结论】协同克里格作为一种更为精确和经济的方法,可为县域尺度农田土壤重金属含量的空间分布研究提供更多的信息和帮助。

天津地区土壤多环芳烃的克里格插值与污染评价

应用克里格法研究了天津地区表层土壤中多环芳烃的含量水平及其空间分布规律.在此基础上,参照国外环境标准,对区域表层土壤中10种多环芳烃的污染现状进行了评价.结果显示,区域土壤已经受到一定程度的多环芳烃污染.萘超标倍数最大,强致癌物苯并(a)芘的超标情况也较为严重,需引起进一步的关注.西青区和市区是土壤多环芳烃含量超标最严重的区域.