基于普通Kriging法的速度场模型建立

目前,我国已采用CGCS2000国家大地坐标系,根据现有高分辨率的速度场资料建立我国地壳运动速度场模型已很有必要.Kriging插值法不仅能获得预测结果,而且能够获得预测误差.Kriging法也是求线性最优、无偏内插的一种方法.提出了基于普通Kriging法的速度场模型生成算法,并实现了多面函数拟合法和反距离加权法建立速度场模型.通过实验结果验证比较内插精度,证实Kriging法精度最高,且插值精度达到了毫米级.

有约束线的普通kriging插值算法的研究

断层的层内插值是三维地层模型的关键技术,笔者通过对当前带断层的地层插值方法的总结,提出运用普通Kriging方法来对断层进行插值。本文说明了有约束线的普通Kriging插值算法的原理以及实现,用以解决带断层的地层插值。

基于SARIMA模型和普通Kriging法对杭州市主城区PM2.5短期预测和制图

基于SARIMA模型对杭州市主城区内的7个站点和周边3个站点的PM_(2.5)浓度进行4 h平均的短期预报,并利用普通Kriging法对杭州市主城区PM_(2.5)进行空间插值和制图.在建立SARIMA模型时,用批量自动化的方法,使用R语言编程对夏季和冬季各360期的数据进行SARIMA(p,d,q)×(P,D,Q)6模型的参数的确定和拟合,来预测下一期的值.在10个站点分别进行120期的预测,做出真实与预测的时间序列图,在精度分析中,夏季和冬季PM_(2.5)浓度总体的平均绝对误差(MAE)分别为8.4μg·m^(-3)和14.8μg·m^(-3).在Arc GIS中,对每期的数据使用普通Kriging法,用球面模型拟合半变异函数,决定各个站点的权重,来对杭州市区内未知空间样点进行插值,最后生成完整的杭州市主城区PM_(2.5)短期预测图.本研究创新性地将SARIMA模型广义化运用到小尺度时间序列中,预报效果较好,并且批量自动化预测和制图的方法,可为今后的预测制图产品化提供技术支持.

基于Kriging的地形高程插值

将地形高程作为区域化变量,根据普通Kriging法由散乱的高程点进行地形高程插值,并采用Matlab软件开发专门的程序,实现研究区高程插值计算与结果可视化分析。以广州市南沙区10 km2范围内的200个高程点数据为例,分别运用球面模型、指数模型和高斯理论变差函数模型进行10 m×10 m格网插值,借助Matlab可视化分析插值结果及其精度,表明采用指数模型效果最好。

多波束测深数据的抗差Kriging拟合

针对普通Kriging法处理多波束测深数据受异常值影响的问题,推导变异函数样本值的抗差计算公式来消除异常值对变异函数拟合的干扰。利用实测数据对算法进行实现,验证其在精确估计和检测异常方面的优势。进一步采用该算法对数据进行规则格网的构建,将其与人工剔除异常生成的格网比较,获得一致的效果,证明算法在自动检测异常的同时生成高精度海底地形规则格网的可行性。

普通克立格法在昆虫生态学中的应用

地统计学是以区域化变量为基础 ,以变差函数为主要工具 ,分析空间相关变量结构的统计方法 .在对波动较大的实验变差函数进行拟合时 ,虽无法获得最优拟合 ,但运用人机对话的拟合方法来灵活选取参数 ,可以得到较理想的变差函数模型的参数 .本文运用加权多项式回归法以及人机对话的方法 ,得到了较理想的 1级与 2级球状模型拟合结果 ,同时利用直线函数对实验变差函数进行了拟合 .最后利用普通Kriging法 ,对待估计点进行各理论模型的最优、线性、无偏内插估计 ,得出克立格内插权重 .将此方法应用于广东省四会市大沙镇富溪乡试验田稻飞虱观测数据 ,由待估点周围若干观测点的数据 ,有效地估计出待估点的昆虫分布密度 ,并讨论比较了不同理论模型的拟合效果以及估计误差 .结果表明 ,2级球状模型的拟合最好 ,一级球状模型次之 ,直线函数的拟合最差 ,但直线函数计算最为简便 .

基于Kriging方法和GIS技术的地价时空格局研究

为了研究城市内部地价变化的区域规律,以及引起局部地价上涨的原因,采用剔除二阶趋势的普通Kriging方法,结合GIS技术进行栅格运算,对北京市1998-2005年间的土地交易价格数据进行了时空分布格局的研究。研究发现:北京市地价分布与环线具有很好的耦合关系,市中心辐射影响明显,尚没有形成独立的次级中心;城市内部地价增长的主要原因为功能中心的辐射影响,城市规划和升值预期的影响以及基础设施改造和交通条件的改善;在北京市郊区化过程中,地价变化表现出先外围大幅增长后内部大幅增长的规律,表现出资源约束下的城市土地利用模式。

Kriging插值组件的混合编程实现

在.NET技术框架下,提出使用C#语言和R语言混合编程模式实现普通Kriging插值功能组件,并应用该组件完成东北三省气温插值分析。实验效果表明,在.Net技术框架下,使用R和C#混合编程模式开发普通Kriging插值功能的周期短成本低且容易扩展到其他空间统计分析功能实现。

沈乌灌域深度节水改造前后地下水环境时空变化规律

为探究河套灌区沈乌灌域在深度节水改造前后地下水环境的演变规律,针对地下水埋深、矿化度以及二者关系,通过区域布井、定位长期监测方式,采用经典地统计学理论,分析地下水埋深和矿化度的时空变化规律。结果表明:(1)深度节水改造后,沈乌灌域地下水埋深呈增大趋势,平均地下水埋深由节水改造前1.83 m增大到节水改造后3.36 m,增长率为83.9%。灌域中心和南部埋深偏大,局部产生漏斗,最大埋深至9.37 m,灌域北部埋深变化为0.6 m以下。(2)节水改造工程实施,使地下水矿化度显著增高,由节水改造前的1 296 mg/L增长为节水改造后的2 634 mg/L,增长103.47%。沈乌灌域地下水矿化度在东南、西北地区表现较高,而在中部地区则表现较低,随着节水改造工程的实施,淡水面积逐渐减少,微咸水面积逐渐增大。(3)研究区内地下水埋深和矿化度的变化呈指数关系,地下水矿化度随着地下水埋深的增大而减小,二者的决定系数为0.170 8。从空间上看,地下水埋深较小的地区,对应地下水矿化度大,地下水埋深大的区域对应矿化度小,摸清灌区地下水水位和水质变化规律,为土壤盐渍化防治提供科学依据。

临沂市喀斯特发育区地下水监测网优化与喀斯特塌陷易发性评价

为了提高山东省临沂市喀斯特发育区地下水监测网精度,完善地下水监测网职能,对区域喀斯特塌陷作出有效响应,结合水文地质分析法与普通Kriging法对现有地下水监测网进行优化,并利用层次分析法对优化后的地下水监测网进行喀斯特塌陷易发性评价。结果表明:删除冗余监测井34眼,其中包括7眼省级自动化监测井以及27眼人工监测井,同时设计新增62眼水位监测井;地下水监测井优化后的Kriging估计误差标准差平均值由4.457减至0.964,且地下水监测网覆盖喀斯特塌陷中高易发区域;优化后的监测井布局更合理,能够监测预警喀斯特塌陷地质突发问题。

重力数据网格化方法比较

使用Shepard曲面拟合法、加权移动趋势面拟合法及普通Kriging算法对重力异常数据进行空间内插实现数据网格化,从计算速度、网格化后数据图形的连续性、结果精度及适合应用范围等方面对3种方法进行比较,结果证明:1)同一地区的离散数据越均匀、起算数据越多,得到的网格化结果越好;2)普通Kriging方法插值精度最好,但是计算速度慢,适合应用于数据变化大的区域;其他两种方法计算速度快,只适合应用于数据变化小的区域。

三种点雨量插值方法的比较研究

对距离反比、普通Kriging和PRISM 3种常用点雨量插值算法进行了原理、适用范围和优缺点的对比分析。根据雨量站点的平面三角几何关系,提出了参证插值站点的选择方法,使得参证插值站点的选择更合理。通过具体实例指出没有最优的点雨量插值方法,应该根据站点布设、雨量资料、地理位置和服务对象等特点,选择适当的插值算法或算法组合以及参证站选取算法,才会得到较好的插值精度。

河南商丘引黄补源区地下水位时空变异研究

运用地统计学方法,研究1996—2010年商丘地下水位的时空变化规律。结果表明,商丘市地下水位整体上呈增加趋势,民权县和永城市部分地区地下水位小幅下降;地下水位在东西向和南北向呈明显的一阶趋势;2010年和1996年地下水位均表现为几何各向异性,2010年地下水位具有强烈的空间相关性(C0/(C0+C1)=0.247),1996年地下水位具有中等强度的空间相关性(C0/(C0+C1)=0.423),空间相关最大变程由1996年的55.006km增加到2010年的60.728km。

中国西部主要台站积雪深度的空间插值研究

应用空间插值方法,对中国西部地区(27.17～48.05°N,79.05～103.57°E)110个气象台站的观测数据进行空间内插,研究积雪分布特征。结果表明,普通Kriging法和Cokriging法都能够反映出研究区积雪深度分布的空间结构特征,与实际情况比较吻合。但相比之下,Cokriging法的精度更高,局部特征的反映更佳。分析发现,影响插值结果精度的主要因素是研究区内气象台站稀少,且空间分布很不均匀。通过合理的采样设计,选择合适的插值方法,并考虑地形、气候等影响积雪分布的因素将有利于改善空间插值精度。

基于克里金的水深插值模型比较

对于河道及近海区域的水动力计算和工程规划,水深的确定和地形的模拟有着重要的作用,而对于某些水域,只存在离散的水深值,则可用Kriging方法对离散值进行插值。因此,将水深作为区域化变量,根据普通Kriging插值方法,选定不同的模型进行比较,包括高斯模型,球面模型,五球模型,孔洞模型以及指数模型。依据渤海湾的250个水深值,并借助Arc GIS软件进行模型参数分析。结果显示球面模型的精度最高,表明在水深插值中运用球面模型具有更好的效果。

横断山区温度及降雨气候资料空间信息化研究

[目的]研究横断山区温度及降雨气候资料的空间信息化。[方法]结合GIS的空间内插及数理统计学理论,对横断山脉我国区域109个稀疏气象站点10年间平均气温及降雨离散观测数据进行空间预测;在对横断山脉地理位置进行空间范围确定的基础上,以1:100万DEM为数据源,采用趋势面模拟及残差普通Kriging内插订正法得出研究区域的年均温及降水空间连续表面。[结果]利用少数分布不均匀的稀疏气候观测站点值,采用趋势面模拟与残差内插结合方法得到的气候连续空间结果较为科学合理。这种方法能将气温及降雨空间分布情况精确到栅格点,不仅考虑各观测数据间空间关联的宏观地理因子,同时还从生态学的角度考虑了各气侯因子与影响其空间分布的微地形因子,并进一步考虑了一些随机因素带来的气候观测值的误差项;通过对随机误差项采用最为常用的地统计普通Kriging内插,将这种随机误差进行较科学的空间分配,从而提高气候连续表面空间预测的精度;模拟结果基本符合客观规律,可用于该地区气候资料的空间信息化模拟。[结论]该研究为进一步进行横断山区生态及植被研究提供科学的空间基础数据。

香蕉种植场土壤有效态Cu的空间变异性研究

采用100m×100m网格取样,GPS定位,应用G IS等方法探讨了一定生产条件下土壤有效Cu的空间变异性。结果表明,研究区域土壤有效Cu为中等变异,半方差函数模型为指数模型,基底效应为56.5%,土壤有效Cu空间相关程度为中等。以二阶效应对变量空间趋势进行剔除,各向异性模型拟和参数的精确度比各向同性的高。

空间插值技术在微生物燃料电池内温度场中的应用

为了获得微生物燃料电池(MFC)内温度场三维分布信息及其变化情况,本文对空间插值技术中常用的插值方法进行研究,重点研究分析了反距离加权(IDW)和普通Kriging的插值原理,并将其引入到MFC内温度场数据的处理分析工作中。首先对IDW权重系数中k的不同取值来分别对MFC内温度场数据进行处理,通过误差对比分析获得权重系数中的最优k值,再将其和普通Kkriging的各变差函数理论模型做进一步的对比分析。通过对比我们可以得到,在插值精度、可视化效果上普通Kriging插值法都明显优于IDW,能够更好地体现整个MFC阳极室内温度场分布趋势。

弥河流域平原区地下水埋深时空变化特征及可开采性分析

针对弥河流域平原区地下水不合理开采利用的现象,采用1985-2015年地下水位监测资料,运用相关性分析法、普通Kriging插值法研究地下水埋深时空的动态变化及分布特征,并分析其影响因素,同时结合GIS和水位动态法划分超采区,评价地下水开采适宜度。结果表明:受气候变化和人为活动的双重影响,弥河流域平原区地下水埋深整体呈逐年增加趋势,年内地下水位2-3月最高,5-6月降至最低;埋深空间分布受地形影响,自西南向东北减小,青州与寿光交界处在1995年左右出现小范围降落漏斗,漏斗中心地下水埋深逐年增加;至2015年,研究区可适宜开采区主要分布于寿光、青州、临朐等市县,面积710.2 km 2,仅占全区总面积的21.0%。

非均质多孔介质特征参数的描述方法及应用

在普通Kriging法的基础上,利用适合油藏数据对数正态Kriging法对表征非均质性的油藏特征参数孔隙度、渗透率等进行估值并画出等值线图.通过比较两种方法的估值结果,发现这两种地质统计学方法在描述油藏多孔介质的非均质性方面各有各的适用范围.普通Kriging法更适合于特征参数呈非正态分布关系的情况,对数正态Kriging法更适合于特征参数呈对数正态分布的情况.这为非均质油藏描述方法的选择提供了合理的判据.