基于地统计学方法的泾河流域降水空间变异规律研究

地统计学方法对具有结构和随机双重性质的变量的空间变异性研究 ,具有极强的科学性 ,它所提供的克立格法是一种最优的无偏内插估计方法。本文以泾河流域年降水量为研究对象 ,利用普通克立格法对 90年代 5个典型年份的年降水量的空间变异性进行分析。通过对几种模型估值误差指标的比较 ,认为用球状模型来拟合降水量的半变异函数的精确度最高 ;利用球状模型对典型年份的降水量的半变异函数进行拟合 ,对比分析各年份的主要参数 ,结果表明 1 996年降水量在空间变异的强度和影响范围均较大 ,而 1 995年的变异的强度和影响范围则较小 ;应用克立格插值生成各年份流域降水量的空间分布图 ,可直观分析降水量空间变异性 :总体趋势是流域的降水量从东南向西北逐步减少 ,呈平缓的梯状分布。而 1 995年较为特别 ,流域东南部降水量很小 ,主要集中在流域西部 。

用地统计学方法内插气象台站资料预报林火发生

论述了近代统计学的一个分支———地统计学的基本方法 ,利用这种方法对大兴安岭地区的气象台站资料进行内插预报林火发生 。

基于地统计学方法的我国SO_2污染时空演变分析

为反映我国SO2污染的时空演变规律,通过半方差分析和克里格空间内插法,对1990年,1995年和2000年主要城市的SO2年日均浓度进行了空间分析,发现SO2浓度空间分布的结构性在不断减弱,随机性有所增强,并且在总体改善的同时,污染中心有向西部转移的动向.

基于GIS和RS数据的地统计学方法在水质评价中的应用

基于地理信息系统和Landsat TM (ThermalMapper)数据 ,本文应用地统计学的方法分析了肯尼亚Naivasha湖的水质。通过分析比较不同的插值法 ,最终分别采用普通克里金 (OrdinaryKrigging)和各向异性克里金 (AnistropyKrigging)方法绘制Naivasha湖水的深度和浊度图 ,并计算了湖水总容量。结果表明 ,湖水总容量为 3893371 99m3 ,以 30 (未知单位 )作为阈值 ,湖中净水和浊水的容积分别为 36 774 1 2 72m3 和 2 1 5 95 92 8m3 。

人穷还是地穷?空间贫困陷阱的地统计学检验

引入地统计学的变异函数和交叉相关图方法,以甘肃省六盘山片区为案例区,通过分析村级贫困的空间格局及其与地理因子关系随空间尺度的变化,提供空间贫困陷阱检验关于尺度的深入理解。结果表明:地统计学方法兼具有效性和可靠性,可以反映地理因素—贫困状况关系随时空的变化,对"人地关系"视角下反贫困理论与实践研究具有积极意义。案例区空间贫困陷阱问题突出,村级贫困在一定空间范围内具有自相关性,空间总变异中自相关部分远高于随机性部分,这与不同尺度上地形、气候、区位等结构性因素的影响和控制有关,总体上到县城距离、海拔和总人口3个因子的影响范围和强度较大。

成都平原地下水硝酸盐含量空间变异研究

采用格网方式,并结合重点抽样布点,运用地统计学方法中的普通克里格和概率克里格法对成都平原 76 个样点的地下水硝酸盐含量进行空间变异分析。结果表明,目前该区域地下水的硝酸盐含量总体水平不高,但局部区域有超标现象,12 %的区域未达到世界卫生组织规定的饮用水水质标准(小于10 mg/L), 5 %的地区未达到我国规定的生活饮用水卫生标准 (小于20 mg/L);其分布特点是北部 (7.38 mg/L)>东部(5.72 mg/L)>西部(3.91 mg/L)>南部(1.51 mg/L);彭州、郫县、新都三县(区)地下水硝酸盐含量超标的概率最大(0.25~0.50),而区域西北部的大邑县、都江堰以及南部双流县超标的概率最低。普通克里格和概率克里格两种方法的特点分析表明,前者表征了区域硝酸盐含量的空间变异及其分布规律,后者能较好地反映区域硝酸盐污染的风险性程度。

太湖流域典型地区土壤磷素含量的空间变异特征

在地统计学和地理信息系统的支持下 ,以半方差函数为基本工具 ,分析了太湖流域典型地区土壤耕层全磷含量的空间变异特征 ,并运用块段克立格法进行线性无偏最优插值 ,制作了土壤耕层全磷含量的空间分布图。结果表明 :研究区域土壤全磷含量具有中等的空间相关性和良好的结构性 ,其自相关距离在 11km左右 ;土壤磷素含量的空间分布具有明显的斑块状特点 ,沿江平田区、地势低洼的圩田及低平田区磷素的含量相对较高 ,应作为农业面源磷污染的重点监控对象。

河套灌区不同灌季土壤氮素时空分布特征分析

以内蒙古河套灌区东段乌拉特灌域为研究区,在春灌、夏灌和秋浇（2005年4月、7月和11月）3个不同特征灌季进行采样分析,应用传统统计学方法和地统计学中的普通kriging法,对研究区0~20 cm土壤中氮污染物的空间分布特征进行了研究.结果表明,不同灌溉时期土壤中总氮、铵态氮和硝态氮的理论变异函数模型主要为球状、高斯和指数模型,与实际变异函数间的残差平方和在0.0009与0.1238之间,拟合效果较好;除11月铵态氮具有中等空间相关性外,其它参数均具有强烈的空间相关性;在4、7月土壤中总氮元素含量大体表现为东北高、西南低;研究区整体土壤总氮和硝态氮含量4月最高、11月最低,土壤铵态氮含量7月最高、11月最低.土壤中氮元素的上述时空变异受研究区地下水位、引水和农田排水不同期变化具有较大的影响.

石羊河下游民勤绿洲地下水矿化度的时空变异

结合地理信息系统,运用地统计学方法研究石羊河下游民勤绿洲近15年来的地下水矿化度的时空变异规律及其与土地利用变化的关系。结果表明:(1)在1987年和2001年的两个时期地下水矿化度的实验变异函数值与理论变异函数拟合较好,F检验达到极显著水平;(2)地下水矿化度在4km以下小尺度上的随机变异SHR特别小,而在4～40km的中尺度上的结构性变异SHA达99.9%,可以认为研究区域内地下水矿化度在整个尺度上具有恒定的变异;(3)Kriging插值及其与同期的绿洲景观类型图进行叠加运算表明,在变化趋势上,除坝区东南部略有下降外,整个绿洲地下水矿化度都增大,北部湖区最显著;在变化面积上,地下水矿化度在3.0g/L以下的面积从1987年的75.26%降到了2001年的58.54%;而其>4.5g/L的绿洲主要集中在湖区。地下水矿化度较低区域的耕地面积减少,而地下水矿化度3.0g/L以上的耕地面积从7.03%增加到了14.32%,特别是湖区,地下水的矿化已严重威胁到了耕地的存在。

冬小麦叶片绿度时空变异特征研究

应用地统计学方法测定分析海河低平原区农田冬小麦关键生育期叶片绿度时空变异特征结果表明,冬小麦叶片绿度时间变化趋势为拔节期＜孕穗期＜抽穗期＜灌浆期;各生育时期叶片绿度在180m×720m空间存在变异性,其相关距离为145.4～320.0m;块金效应占各自总方差的25%～79%,经验半方差可用球状模型模拟.

六盘山华北落叶松人工纯林枯落物储量的空间变异分析

在六盘山南侧设置2个20m×20m的华北落叶松人工林样地,研究枯落物储量的空间分布。结果表明:枯落物储量空间差异明显,2个样地的枯落物储量平均值为1.80和1.68kg.m-2,最大值为2.96和2.71kg.m-2,最小值为0.35和0.34kg.m-2,最大和最小值的比值变化在8～9之间;在不考虑测点空间位置及取样间距的情况下,2个样地枯落物储量的变异系数为0.41和0.56;枯落物储量的空间分布受空间结构性和随机性的多种因素影响,其中林地微地形能解释枯落物储量空间变异的56%,局部洼地利于更多枯落物堆积;2个样地枯落物储量的空间分布函数曲线的理论模型均符合球状模型,且空间自相关程度较大;当以95%的置信区间准确估计华北落叶松林样地的枯落物储量时,最小取样数量为9个1m×1m的样方。

我国栗属物种(Castanea millissima)地理分布及其空间特征分析

在广泛收集我国栗属 3个物种板栗 ( C.mollissima Bl.)、茅栗 ( C.seguinii)和锥栗 ( C.H enryi( skan) Rehd.et Wils.)地理分布资料的基础上 ,利用地统计学方法对它们的上限和下限的分布幅度进行了分析 ,给出了分布高度的插值结果 ,并对其估值结果进行了分析。结果表明 ,板栗和茅栗的分布上限和下限呈现出由东向西逐渐升高的趋势。而且越向西其变化趋势越为明显 ;锥栗则表现出由东南向西北逐渐升高的趋势 ,其变化幅度也相对较小。对 3种植物分布高度插值结果进行的误差分析表明 :茅栗和锥栗的估测值和实际值非常吻合 ,茅栗误差较小 ,大都在 4 %以下 :锥栗误差在 6%以下 ;而板栗由于多为人工栽培 ,受人为因素影响大 ,因此 ,其估测值的误差相对较大 ,在 0～ 2 0 %之间波动 ,但其大部分误差也都小于 1 0 %。这些结果说明 ,地统计学方法能够良好地拟合自然条件下物种的地理分布规律 ,而人为因素影响强烈下的物种由于其分布的规律性受到破坏而影响了预测效果。

棉铃虫风险发生区的确定与评估

以河北省中南部地区作为研究区 ,应用 GIS技术和地统计学方法就某一阈值的风险区、某一阈值的发生概率地图进行了探讨 ,并对该地区棉铃虫二代卵发生的历史数据 ( 1 980～ 1 997)进行了空间模拟 ,在此基础上得到风险发生区和高风险区地图。二代棉铃虫卵发生的地域特点是 ,重发生区位于研究区的西部和南部部分地区 ,而轻发生区位于东北部 ,从东北至西南 ,棉铃虫发生程度趋于加重 ,其中西部的阜平县、曲阳县、行唐县、灵寿县、平山县等地以及南部的邯郸市、磁县、临漳县、魏县等地发生最重 ,属于二代棉铃虫高风险发生地 ,而东北的遵化市、玉田县、丰润县、唐山市、丰南县等地最轻。通过对风险发生区与各个影响因子如气象、耕作制度、高程、一代蛾量等的定性和定量的分析 ,认为影响棉铃虫发生的主要因子为气象因子 ,包括温度与降雨。就二代卵而言 ,主要影响因子为 6月降雨量的大小 ,其次为耕作制度如小麦、棉花种植比例和一代蛾量。此外 ,环境因子如海拔高度、植被覆盖大小也对棉铃虫的发生有一定的影响。通过综合分析确认研究区棉铃虫高风险发生地 (重发生区及中偏重发生区 )具有一些显著特点 ,即海拔较高、多山地和高原、有较多沙土、自然植被覆盖率高、小麦种植比例较高、降雨偏少、温度较高、湿度较低、

新疆和田地区春尺蠖种群空间格局动态分析

以2001—2003年频振式杀虫灯诱杀成虫数据为基础,采用地统计学方法,以地理信息系统的ArcGis为平台,分析并显示出:新疆和田地区春尺蠖种群成聚集分布,聚集半径在154.29￣243.76km之间,聚集中心由2001、2002年的皮山县、洛浦县两个聚集中心扩展到2003年的皮山县、洛浦县、民丰县三个聚集中心,各年的聚集程度有所变化,种群数量成递增趋势。

西安主城区地下水埋深空间变异性分析

运用地统计学方法,选取西安市主城区58口潜水观测井1984年、2000年和2010年地下水埋深资料,分析了地下水埋深的空间变异性和变化规律。结果表明,3个年份地下水埋深具有中等空间相关性,1984—2000年地下水埋深空间相关距离变短,地下水埋深的空间连续性较差,2010年空间相关距离增加,异性比从1984年的0.80减小到2000年的0.24,表明地下水埋深空间各向异性增强;2010年异性比增大到0.65,说明地下水埋深的空间分布各向异性减弱。Kriging插值结果显示,研究区地下水埋深呈随地势高程而异的空间变化规律,增加幅度较大（0.30~0.61 m/a）,空间变化明显,其变化主要受开采强度的影响。

三峡库区马尾松林土壤呼吸的空间变异特征

基于对三峡库区秭归县典型马尾松林样地土壤呼吸速率的测定,采用传统统计方法与地统计学方法,对样地尺度下土壤呼吸空间变异特征进行研究,并分析研究地土壤理化性质、微生物量、细根生物量等因子对土壤呼吸的空间异质性的影响。结果表明:三峡库区马尾松林土壤呼吸时间异质性明显,土壤温度是导致季节动态的主要因子。各季节土壤呼吸空间变异系数在32.6%~46.3%之间,属于中等变异。不同季节土壤呼吸均具有良好的空间自相关特征,并表现出明显的斑块分布格局,可由球状模型和指数模型拟合。在样地水平上,土壤速效氮含量、土壤孔隙度和细根生物量是导致土壤呼吸空间异质性的主导因子。

基于TM数据源的农田光谱异质性研究

应用地统计学方法,研究分析2景TM影像信息所反映的农田光谱特征空间变异结构结果表明,多数地段样方3个波段像元灰度值存在明显的空间半方差结构,半方差曲线图遵从球函数和指数函数理论模型,在盐渍土区呈现幂函数模型;结构方差在基台值中所占比例均较大(多为41％～96％间),像元之间空间相关性较强,最大相关距离分别在6～45个像元之间。

土壤侵蚀空间变异性理论初步探讨

土壤侵蚀作为一个复杂的多维分布参数系统,是多重空间分布因子共同作用的结果,其结构的复杂程度随着空间尺度的增大而增大,这也直接导致了坡地系统土壤侵蚀空间变异性处理的复杂性。从理论探讨的角度对土壤侵蚀空间变异性的定义、研究方法及研究内容等进行了尝试性探讨分析,并对其进行了初步界定:土壤侵蚀空间变异性就是指在人类经济活动和各种自然因子的综合作用下,土壤侵蚀各参数在研究区表现出随时序变化的空间分布特征,以及土壤侵蚀与各影响因子间的趋动机制和空间结构上的变异规律。有效地把土壤侵蚀研究成果和GIS进行有机结合,从而实现土壤侵蚀空间变异性问题的最终解决,是今后土壤侵蚀研究的主要发展方向之一。

宜兴市稻田表层土壤生物固氮量的空间分异特征

通过对水稻土的系统采样,利用乙炔还原法估算宜兴市稻田土壤的生物固氮量;采用地统计学方法,对稻田土壤的生物固氮量空间变异特征进行分析。结果表明:研究区单位面积生物固氮量范围为0.75~46.85 g/m^2,均值8.04 g/m^2。采用普通克里格法对采样数据进行了空间插值,稻田土壤的生物固氮量总体呈带状分布,高值区位于研究区西南和东南方向靠近丘陵地区,低值区则位于研究区西北和东北方向地势平坦的区域。地统计学中的变异系数和块金值均表明稻田土壤的生物固氮量属中等空间变异,即研究区内稻田土壤的生物固氮量受到结构性变异和随机变异的共同影响。可见,人为经营活动与自然环境共同影响着稻田土壤的生物固氮量。

丹江口库区入库河口土壤养分的空间变异研究——以青塘河河口为例

通过探究河口土壤养分状况及空间变化规律,为入库河口生态修复提供理论依据,以丹江口水库青塘河入库河口为例,采用传统描述性统计和地统计分析法,对入库河口表层土壤养分空间变异特征进行了研究。结果表明,土壤各养分指标变异系数为38.6%～97.9%,除速效磷外,总体属中等强度变异。研究区土壤各养分指标均具有中等程度的空间自相关性,自相关距离为272～2 110 m,由大到小依次为：速效磷〉碱解氮〉有机质〉速效钾。研究区土壤有机质含量为7.97～45.03 g/kg,处于中等偏上水平,碱解氮含量为42.97～178.70 mg/kg,处于中等偏下水平,速效磷含量为5.03～121.40 mg/kg,速效钾含量为62.50～820.65 mg/kg,分别达到丰富和极丰富水平。受土壤母质、地形、气候等非人为因素和施肥、作物、管理水平等人为因素影响,研究区有机质、速效磷和碱解氮均呈现出由东南向西向北方向逐渐递减的趋势,速效钾在中部偏东处含量最高。与传统统计方法相比,地统计分析能较好地反映土壤养分含量的结构性、随机性、独立性和相关性。研究结果可为丹江口水库青塘河入库河口植被恢复与生态修复提供理论依据。