基于普通克里金插值法的加州土壤铅含量空间分布研究

文章以美国加州为研究对象,利用普通克里金插值法对加州土壤采样点的铅含量进行空间插值与污染预测,为土壤重金属污染的精准修复提供参考。首先,根据土地利用类型进行网格样点布设与采样;其次,在对土样进行风干、研磨、过筛、消煮的基础上,测定土样的含铅量;接着按照20%与80%的比例将土样随机分成试验样点与检验样点,利用普通克里金插值法对试验样点的铅含量进行空间插值分析;最后,利用检验样点对加州土壤含铅量空间插值结果进行精度检验。经交叉验证,检验样点含铅量预测值与实际值的RMSE为0.018936,MRE为0.095351,表明采用普通克里金插值法进行加州土壤含铅量空间插值的精度较高。同时,由加州土壤含铅量空间插值结果可知,加州土壤含铅量具有较大的空间变异性,且在空间分布上具有鲜明的规律特征,土壤铅含量由中央谷地向周边地区呈现出由高到低的演变趋势。

基于离散点云数据的森林冠层高度模型插值方法

【目的】基于森林区域离散点云特点,利用不同插值方法构建冠层高度模型,并对不同插值方法进行比较、分析和评价,为森林冠层高度模型插值方法选择提供参考。【方法】以30 m×30 m样方离散点云数据为试验数据,采用开源软件SAGS-GIS利用B样条插值（B-Spline）、普通克里金插值法（OK）、线性插值三角网法（TLI）、反距离加权插值法（IDW）4种插值方法分别构建森林冠层高度模型,对森林冠层高度模型的平面视图、三维视图、剖面图及其像元统计量进行比较和分析;同时对反距离加权插值法的插值参数搜索半径进行讨论、比较和分析。【结果】对于森林区域空间分布均匀且存在高度突变的点云数据,B-Spline插值对空值区域都进行了填充,林冠空隙也被过分填充,且CHM像元最大值明显偏离原始插值数据;TLI插值的CHM显得比较破碎;OK插值法对影像过度平滑,生成的CHM影像模糊;而IDW插值法对冠层顶部进行了适当填充和平滑,但冠层边缘不被过度平滑,保留高度突变,同时林冠空隙仍然保留也不被过分填充。IDW插值应选择合适的搜索半径,搜索半径为原始点云间隔的1.5-2.5倍较为合适。【结论】IDW插值法优于B-Spline,OK,TLI插值法,生成的CHM能较准确反映森林冠层的真实自然形态,有利于森林参数的提取。

基于不同空间插值的DEM土方量计算比较

从空间立体模型角度出发,根据土地开发整理项目实际情况,使用项目申报必备的实测地形信息和规划信息,利用地理信息系统(GIS)的空间分析技术,采用反距离加权插值法(IDW)、克里金插值法(Kriging)、样条函数插值法(Spline)在不同栅格大小的情况下建立数字高程模型(DEM)计算土方量。并以山西省大同县倍加造镇土地开发整理项目为例,选用项目土方量成果为参考值与三种插值方法计算得出的土方量进行对比,得出结论:采用Kriging空间插值生成的DEM计算土方量比较准确;在计算土方量时应选取2.0 m栅格较为准确。应用GIS技术计算土方量,可以为今后的土方量计算提供参考。

西宁市降水量时空分布规律分析

利用西宁市内4个雨量站1960—2005年降水量资料分析了当地降水量年内分配、年代际等变化规律,结果表明西宁市降水量年内分配不均,年际、年代际降水量变化幅度较小,春夏两季降水偏多,秋冬两季降水偏少,未来10 a降水量有缓慢增加趋势。利用西宁市及周边地区1960—2005年11个雨量站降水资料,对比分析了反距离插值法和普通克里金插值法的插值精确度,结果表明普通克里金插值法更适合用于西宁市年降水量的空间插值;西宁市降水呈明显地带性分布规律,降水量空间分布呈由北向南减少趋势。

福建省晋江市城市热岛强度时空变化特征分析

利用传统的气象站法,结合空间统计学方法(普通克里金插值法),对福建省晋江市2010—2014年40个自动气象站逐小时温度资料加以计算处理,分析了晋江市年、季、昼夜热岛强度时空变化规律。(1)晋江市年、季、昼夜热岛强度都呈带状分布,等值线呈西南-东北走向,年、季、昼夜变化趋势显著,北部热岛强度高于南部。五年间热岛强度持续增强,但增幅不大,增速放缓。(2)城市化水平的提高,会导致热岛强度高值出现季节提前,故旅游区秋冬季热岛强度高于春夏季,中心城区和产业经济区夏秋季热岛强度高于冬春季。(3)晋江市热岛效应昼夜空间分布格局差异性大,夜间热岛强度显著高于白天,最低值出现在14—16时,中心城区和产业经济区最低值出现时间较旅游区略推迟,三个功能区的最高值均出现在凌晨。

Surfer15.0在海绵城市下垫面地形可视化构建中的应用研究

针对海绵城市垫面地形可视化构建,用Surfer 15.0软件对比分析了普通克里金插值法中线性函数、高斯函数、球面函数和指数函数格网化有效性及其内插高程对海绵城市建设可视化的影响。结果表明:普通克里金插值法中线性函数内插精确度最高,插值与实际地形最为契合。通过该方法插值后,可以对下垫面地形进行面积计算和坡度、坡向及曲率分析并实现3D可视化地形构建。

中国大陆地区深度1000m以内地温基础数据库的建立

通过对已发布的中国大陆地区共1451个地温测点实测数据的整理分析,基于ArcGIS平台建立了地温测点信息数据库,可输入任意地理坐标,查询该坐标点指定范围内的测点信息。在ArcGIS平台利用已有测点数据,应用普通克里金(Kriging)插值法在整个中国大陆地区进行空间插值,得到100m空间分辨率的大地热流预测值与深度1000m以内的地温梯度预测值,并将预测值补充到数据库中,形成了完整的地温基础数据库,可用于查询任意地点的热流值与深度1000m以内的地温梯度值。探讨了影响地温分布的主要因素,为修正地温基础数据提供参考。该数据库可为地热利用系统及地下工程热湿环境控制系统设计提供基础数据支撑。

基于多域POI定位与双缓解风向引导的潜在城市通风廊道筛选模型

伴随着城市工业化的粗犷发展,热岛效应和雾霾现象也急剧加重。但由于城市温度和污染物的交错区域分布,使得以区块为单位的通风廊道模糊选取的传统方法难以综合考虑温度引导和污染物引导,导致通风廊道构建位置的选取产生了不容忽视的误差。因此,本文提出MDP-DMW模型,用以改进通风廊道的选取方法,并对该模型的关键内容进行阐述:(1)以百度地图为数据源,通过爬虫技术获取研究区POI数据;(2)分别计算3种分布:通过python与GDAL处理遥感数据计算城市地表温度分布;基于Gis技术将地面PM2.5监测值,POI数据以及PM2.5浓度的6个相关因子进行空间叠加获取数据集,通过随机森林模型计算样本点污染物数据,然后采用普通克里金插值法计算城市污染物浓度分布;以建筑物密度和建筑物高度为数据源,通过计算城市天空开阔度与地表粗糙程度估算通风潜力分布;(3)基于3种分布结果分别进行高温、高污染物浓度、高通风潜力区域的模拟定位,以模拟定位区域中的POI地理属性为依据,结合百度地图进行定位寻址,分别确定各分布结果的高值结点实际地理位置;(4)分析研究区风环境,按照双缓解风向引导原则将通风潜力分布的高值结点区域连接构建多条模糊廊道,在各模糊廊道线路上结合POI属性定位,选择合适的“通风补偿点”作为通风廊道中间结点,分别贯通各模糊廊道上的通风廊道中间结点即为城市潜在的通风廊道。本文采用MDP-DMW模型,以西安市为研究区,最终识别出了7条潜在的城市通风廊道,并给出了合理的规划管控建议。