不同空间插值方法在沈阳地区降水插值的对比分析

分别采用反距离加权和克里金插值方法对沈阳地区降水量空间插值进行对比分析。研究结果表明：反距离加权由于考虑降雨插值点之间地形影响,总体降雨插值精度好于克里金方法,更适用于辽宁中部城市地区降雨空间插值计算。     

塔里木河下游地下水恢复需水量探析

塔里木河下游地下水对当地的植被生长和保护具有重要作用。为了保护塔里木河下游生态环境,文章分析了塔里木河下游概况和地下水下降原因,对径流和蒸发对地下水的影响进行了探讨,提出要实现3a内恢复下游地下水位需要1.6×108 m3水,为塔里木河下游水资源分配和地下水保护提供了理论依据。     

各向异性地质体精细三维建模的新方法

为建立精度更高的各向异性地质体模型,并更直观地呈现其空间分布优选方位,通过对克里金插值与离散平滑插值方法及相关软件的分析,提出联合这2种插值方法对各向异性地质体的精细三维建模方法流程:数据收集整理——各向异性取点克里金插值——误差分析——离散平滑插值三维建模。以上海东部某新近吹填区下伏软弱层(4)层土层为三维建模对象,直观地呈现出了建模区(4)层土层的空间分布优选方位,为该区地基处理、地质灾害(如地面沉降)防治等工程提供了可靠度更高的参考依据。     

基于地统计学的柬埔寨年降水量数据空间插值

为了更好地分析区域水资源量、水文平衡及灌溉需水量,需要对降水的时空分布进行定量分析。由于气象站点布设的局限性,针对资料短缺地区的空间插值就显得尤为重要。以柬埔寨的20个气象站降水数据为插值实验样本,研究基于Arc GIS的空间插值和分析功能,探讨普通克里金、简单克里金、析取克里金及经验贝叶斯克里金法等4种地统计学插值法的优劣及其适用性。通过插值误差分析来检验插值精度,并模拟年降水量的空间分布图来进行比较分析,结果表明经验贝叶斯克里金插值法最优。研究结果可为资料短缺地区降水量空间插值提供参考。     

浅析塔里木河下游绿色走廊输水后生态与环境的变化

由于多种原因,塔里木河下游大西海子水库以下350km河道断流近30年,地下水位下降,植被衰败,塔里木河下游绿色走廊生态恶化趋势严重.为了遏制生态劣变的趋势,保证在必要的工程实施完成前维持和保护现有植被,从2000年4月开始至2004年7月,由塔里木河流域管理局与巴州、农二师共同组织6次向塔里木河下游生态应急输水.输水后塔里木河下游绿色走廊生态与环境发生了一系列动态变化,结合实测数据进行初步分析,认为塔里木河干流上中游林草植被得到有效保护和恢复,下游生态与环境得到初步改善.     

不同比例尺下单波束测深数据的插值方法精度分析

以某内河航道局部航段作为试验区域，对不同比例尺单波束测深数据采用空间插值方法进行格网化，同时与多波束测深系统的实测数据进行对比，统计插值方法精度特征指标。结果表明，不同比例尺水深源数据密度对空间插值方法影响显著，随着测量比例尺不断减小，空间插值方法的内插精度下降明显；对于比例尺大于1:500的水深数据源，克里金插值法、最小曲率法和线性插值三角网法3种插值方法的精度基本相当，反距离加权插值法不满足插值精度要求；综合考虑内插精度特征参数，在类似区域建议采用线性插值三角网法。     

粒子群算法优化BP在降雨空间插值中的应用

为更好地表达降雨量的空间分布,将粒子群算法(PSO)优化后的反向传输(BP)神经网络分别运用于三峡区间流域日、月和年降雨量的空间插值中,并与单纯BP神经网络和克里金的插值效果作对比。研究结果表明:在日和年的时间尺度上,PSO-BP插值性能较BP有明显改善,且优于克里金的插值效果;在月时间尺度上,PSO-BP插值效果与BP接近且优于克里金。因此,PSO-BP能较好地揭示降雨量在空间的分布规律,也具备在不同时间尺度上对降雨量进行空间插值的能力,是一种较优的降雨空间插值方法。     

塔里木河生态输水的累积生态响应

以塔里木河第12～18次生态输水为例,采用经验统计模型和克里金插值法分析了输水前后塔里木河下游地下水埋深和夏季归一化差异植被指数(NDVI)的时空变化,剖析了地下水和植被对生态输水的累积生态响应规律。结果表明:累积生态输水量与最小地下水埋深呈对数曲线正相关关系,其累积效应的增长性由强到弱;地下水埋深对生态输水的累积时间响应具有滞后性,输水80 d后累积效应最显著;沿河道方向,库尔干监测断面累积空间效应最显著;垂直河道方向,地下水对累积输水的空间响应随河道距离增加而减弱;NDVI与近3 a累积输水量呈显著正相关关系,大西海子水库、台特玛湖及河道附近NDVI增长显著。推荐近期输水量为2.5亿～5.0亿m~3/次,合理输水时间为4—6月和9—11月,适宜输水间隔5～12个月,预期连续年份5次输水后累积效应可达最小地下水埋深3.5 m、平均地下水埋深4.2 m。     

不同空间插值方法在辽西降水空间插值的精度对比分析

本文结合区域降水站点实测降水数据,对比分析了反距离加权插值和克里金插值方法在辽西降水空间插值的精度。研究结果表明:反距离加权插值法由于考虑插值点之间的权重,在辽宁西部降水空间插值的精度高于克里金插值方法,反距离加权插值方法下降水插值和实测降水之间年和月尺度的误差分别为6.2%和20.7%,年相关系数达到0.79,克里金插值方法下降水插值和实测降水之间年和月尺度误差分别为10.9%和24.6%,年相关系数为0.51,反距离插值方法更适用于辽西地区的降水空间插值计算。研究成果可为辽宁西部无资料地区降水空间插值计算提供方法参考。     

基于BP神经网络模拟闸坝下游冲刷坑空间分布

闸坝下游河床的冲刷是一个复杂的非线性系统,现有的计算方法无法得到冲刷坑的空间分布。基于BP神经网络,利用某个试验工况冲刷坑的空间坐标信息训练网络,建立其他工况闸坝下游冲刷坑的插值和预测模型,此法可精准地识别出表现优异的神经网络。将BP神经网络在特征断面的插值结果与反距离加权、克里金、局部多项式插值法的插值结果对比,分析预测值和实测值的最低点差值、均方根误差和相关系数。结果表明,BP神经网络在冲刷上游段和过渡段的插值结果明显优于其他3种插值方法且能较好地预测冲刷坑发展,可利用该方法结合BP神经网络模拟闸坝下游冲刷坑的空间分布特性。     

城市暴雨内涝计算中降雨插值算法的选取

城市暴雨内涝计算的精度取决于暴雨数据的准确性。分别采用反距离加权插值、样条函数插值、克里金插值三种方法,对郑州市暴雨数据进行插值精度比较、交叉检验结果精度分析,并在城市暴雨内涝计算中对三种降雨插值结果进行验证。结果表明:克里金插值结果要优于反距离加权插值和样条函数插值结果,能够满足区域暴雨内涝灾害计算的精度要求。     

粤东地区降水量空间插值方法研究

以粤东地区70个雨量站40 a(1980—2019年)降水资料和DEM数据为基础,结合GIS技术,采用反距离权重插值法(IDW)、径向基函数插值法(RBF)、普通克里金插值法(OK)、回归克里金法(RK),分别对年平均降水量和月平均降水量进行空间插值,选取58个为插值站点,12个为检验站点,通过平均绝对误差(MAE)、...     

近30年吐鲁番盆地地下水动态特征及影响因素分析

本文利用吐鲁番盆地1987—2017年降水数据,分析了近30年该地区降水年内、年际变化特征,并对降水的趋势性进行了分析。对吐鲁番盆地1988—2016年地下水位埋深数据进行了年内、年际变化特征分析,并运用克里金插值法进行空间插值,得出地下水位埋深分布及变幅。利用pearson相关分析方法分析了影响吐鲁番盆地地下水水位动态的因素。分析结果显示:近30年吐鲁番盆地多年平均降水量为16.5 mm,降水主要集中在6—8月(夏季),夏季降水总量占全年降水的50%以上;降水的年际变化没有明显的趋势性。地下水位埋深在空间上由南向北逐渐增大,南盆地地下水位埋深0～50 m,北盆地埋深在50 m以上。不同地貌区年内地下水位埋深变化呈现出不同形态,整个盆地范围内地下水位埋深逐年增大,近30年吐鲁番盆地地下水位埋深增加了5.5 m。降水和潜水蒸发与地下水位埋深不存在相关性,开采量是影响吐鲁番盆地地下水位埋深的主要因素。     

基于区域化变量理论的坝基渗流数值方法研究

坝基岩体渗透系数分布具有强烈的空间变异性,其试验数值差别可达几个数量级,可用区域化变量加以描述。本文基于向家坝水电站坝基渗透性的丰富试验成果,研究了基于区域化变化理论的渗透系数空间分布描述的克里金插值法,并应用在渗流数值计算中。以向家坝典型坝段渗流数值计算为例,分别采用按高程统计方法和克里金插值法对数值模型渗透性进行描述,并得到了渗流场空间分布及测点渗压变化过程。测点渗压实测值与计算值变化规律相同,数值相近。计算单元渗透系数赋值方法不同,坝基渗流场的空间分布也不相同。由于克里金插值方法真实地反映了坝基渗透性空间分布,故渗流数值计算成果更真实;数值计算时渗透系数描述采用克里金插值方法是一种有效、方便且可靠的方法。     

塔里木河下游生态应急输水工程影响后评价内容探讨

自2000年向塔里木河下游实施生态输水以来,国内大多数学者所关注的问题一直集中在如何确定下游生态安全保障体系的合理生态保护范围及生态需水量;如何通过河道水流演进－地下水位抬升－植被恢复等关联性问题的系统.为下游生态输水整体效益评估、河道整治、水资源合理配置与优化调度、生态重建提供科学依据等问题上.对于塔里木河下游生态应急输水工程影响后评价的研究现在还不多见.为此.本论文以塔里木河下游生态输水为背景.对该工程影响后评价的内客进行探讨,目的在于得出塔里木河下游生态应急输水工程影响后评价的研究框架,为客现,公正的评价该工程影响提供依据.     

陕西省月平均气温空间插值方法研究

为弥补陕西省气象站点数量有限、空间分布不均等问题,对常用空间插值方法进行比较研究,探寻适宜陕西省气温空间插值方法。根据陕西省内外110个气象站点1981-2010年的月平均温度,选用反距离权重法、普通克里金法与多元线性回归法进行空插值,利用实际验证法进行精度评估。结果表明,考虑了经度、纬度和高程的多元线性回归法的插值精度最高,普通克里金法次之,反距离权重法精度最低;多元线性回归分析法对陕西省气温插值最为适宜。     

基于ArcGIS软件对河道高程数据插值方法的对比

利用ArcGIS软件中反距离权重(IDW)和克里金(Kriging)插值两种方法对渭河防洪纪念碑段河道高程进行插值训练,并在已知样本数据中随机选取20个高程数据进行检验,最终对比得到训练结果最接近真实值的空间插值方法,以期为日常设计工作推荐更便捷精准的插值方法和河道分析管理手段,使ArcGIS软件空间插值方法在技术工作领域发挥作用。     

等级秩序克里格法在位山灌区土壤墒情分析中的应用

通过大量的位山灌区田间实测土壤含水量资料,采用等级秩序克里格插值方法研究土壤水分的空间分布格局。由于该方法存在平滑效应,使得等级秩序克里格的估计结果无法与样本数据所表现出来的统计特征和空间分布结构相一致。采用一种后处理算法来修正等级秩序克里格的平滑效应,并将其应用于位山灌区农田土壤水分的空间估计。结果显示．该方法能够还原含水量样本数据的真实空间变异特征。     

复杂基岩覆盖层分界面建模算法研究和实现

构建基岩覆盖层分界面是水电工程三维地质建模的重要内容和难点。应用地学领域广泛采用的克里金插值法,以覆盖层的深度作为插值变量,构建基岩覆盖层分界面。插值过程中设计并实现了一种剖面划分有效点的方法,提高了插值精度;为了反映属性参数在空间上的变化及各向异性,在平面上计算了4个方向的试验变异函数,并对不同变异函数模型的拟合效果进行了比较。以羊角滑坡为例,通过在三维设计平台CATIA下二次开发程序,实现了多源数据条件下滑坡基岩覆盖层分界面的建模,并对基于克里金插值所构建的滑坡体与其他方法构建滑坡体,进行了滑坡方量比较和评估,表明克里金插值法的模模效果较为理想。     

稀疏样本下冬春季月平均气温空间插值研究——以新疆玛纳斯河流域为例

针对我国典型高寒山区——新疆天山中段玛纳斯河流域积雪-融雪过程模拟中气温空间数据的制备问题,以气象站点稀少的玛纳斯河流域为研究区域,利用最小二乘相关分析法开展了冬、春季(2015年11月-2016年4月)气温环境变量分析,通过共线性检测确定了纬度、海拔、坡度、坡向、NDVI 5个环境变量组成了最优因子集,构建了基于广义回归神经网络(GRNN)的月平均气温空间插值模型。采用区域内139个站点中的119个观测站点数据作为训练数据对GRNN模型进行训练,确定了冬、春季6个月的区域气温空间插值模型。利用剩余的20个观测站点数据作为检验样本,以均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)为评价指标,对模型的回归误差进行分析。结果表明:本模型6个月的平均RMSE值为1. 46,优于传统的地理加权回归克里金(GWRK)方法(其平均RMSE值为2. 22)。此外,从不同月份的气温空间插值分布图来看,本文模型空间插值后的气温变化趋势与实际变化趋势一致。从气温的空间分布情况来看,各空间点的气温与其海拔高程呈正相关,且随地表覆盖类型变化。这也表明本文提出的插值策略并组合建立的GRNN模型对于稀疏气象站点条件下的气温空间插值精度更高,一致性较好。