克里金模型在区域重力数据插值中的应用

探讨Kriging插值法在重力异常数据插值中的应用,根据已有实测数据进行距离分组试验,得到变异函数;将插值结果与反距离加权法和移动趋势面分析法结果进行比较分析,认为Kriging插值具有更高的拟合精度,更能适应数据变化较大的区域。     

Kriging模型在区域重力数据插值中的应用

探讨Kriging插值法在重力异常数据插值中的应用,根据已有实测数据进行距离分组试验,得到变异函数;将插值结果与反距离加权法和移动趋势面分析法结果进行比较分析,认为Kriging插值具有更高的拟合精度,更能适应数据变化较大的区域。     

Kriging法在区域重力场插值中的适用性研究

由于重力观测网点位分布不均匀,密度不够,在精细刻画区域重力场变化时受到很大限制,因此需采用合理的插值算法。文中介绍Kriging插值算法和变异函数理论模型的基础上,结合陕西地区2011—2012年离散重力变化数据,利用最小二乘法得到各个理论变异函数模型的拟合参数,并将实验变异函数模型用于Kriging插值算法,同时综合考虑交叉验证精度统计、插值精度统计结果,以此来研究Kriging插值算法的适用性,研究结果表明:基于最小二乘法获得的球形模型、指数模型拟合参数精度高,高斯模型、对数模型精度最差;基于球形模型、指数模型的实验变异函数用于Kriging插值算法得到的插值结果精度最高、图像平滑自然、异常区明显,是一种适合陕西地区重力离散数据进行插值计算的有效算法。     

利用von Karman模型的Kriging插值用于GPS高程拟合

针对传统的GPS高程拟合方法要求学习样本分布要均匀的缺点,以平滑自协方差函数为基础,应用基于von Karman模型的Kriging方法用于GPS高程拟合,提出"曲线法"来计算von Karman模型中的v值。通过某测区GPS联测水准数据的计算,与多项式曲面拟合法及传统半变异函数Kriging插值等方法比较,表明:基于vonKarman模型的Kriging方法,对于学习样本数据分布不均的地区拟合精度更高,更适合地形条件恶劣地区GPS高程拟合。     

基于时空Kriging方法建立深度基准面模型

深度基准面是一个呈阶梯状、不连续的基准面,该特点给海洋测绘及相关活动带来严重的影响。目前建立深度基准面模型的方法有很多,一般采用几何插值方法,其函数模型大多以数据点的位置关系为基础。本文使用时空Kriging法建立深度基准面模型,时空Kriging法综合考虑了海面在时间和空间上的变化特征,通过构建不可分离型时空变异函数,对深度基准值进行插值拟合,并通过实例证实了拟合后的深度基准面模型的精度更高、连续性更好。     

EBK算法中半变异函数模型对DEM插值精度差异性研究

针对经验贝叶斯克里金(EBK)插值算法中的不同半变异函数模型对不同地貌地形的适应性问题,分别选取了平原,山地和丘陵三种不同地貌样区,进行空间插值试验研究。首先,选取不同地貌类型数据,获取离散高程点数据;然后,对数据进行预处理,通过GS模块分析地形数据中是否分态分布,是否存在趋势等;最后,通过经验贝叶斯克里金方法选择不同的半变异函数模型对不同地貌数据进行插值,以均方根误差为精度指标,比较分析EBK方法中不同半变异函数的适应性。分别选择径向基函数插值方法和普通克里金插值方法两种不同的插值方法作为对比,分析与EBK算法的插值精度的差异性。实验结果表明:在默认参数设置情况下,EBK算法效果更好,误差更小,精度更高。     

利用时空Kriging进行气温插值研究

以黑龙江省近37a的月均气温数据为研究对象,介绍了一类积分式时空协方差(变异)函数模型进行时空Kriging插值。针对月均气温呈现出的明显季节变化,对各站点的气温进行去季节项处理,并在此基础上建立时空变异函数。将空间维的普通Kriging插值扩展至时空维,同时考虑空间和时间相关性对研究变量进行时空估计,并将估计结果与空间Kriging插值效果进行了比较。结果表明,时空插值效果理想,插值精度较空间Kriging更高。     

抗差Kriging方法在GPS高程拟合中的应用研究

由于环境或人为因素的影响,观测值中往往含有粗差,针对普通Kriging方法在GPS高程拟合中受粗差影响的问题,提出基于抗差估计的样本变异函数模型,以降低或消除粗差的干扰。利用实测数据对该算法进行试验分析,结果表明,利用改进的抗差变异函数模型处理含有异常值的观测样本,能有效地抵制异常值的影响,验证了抗差Kriging法在局部区域内进行高程拟合的可靠性和准确性。     

Kriging方法结合最小二乘配置在GPS高程拟合中的应用

本文利用Kriging方法结合最小二乘配置将GPS高程转换成正常高.研究了将Kriging方法中的变异函数用于计算最小二乘配置中的协方差的方法,并对一局部GPS水准网的高程作了拟合计算.通过将最小二乘配置法与平面拟合模型和多面函数拟合模型等进行比较,其外符合精度从最大的±0.0277m提高到±0.0162m.     

模拟退火法Kriging时域模型在沉降监测中的应用

目前常用的时间维监控模型主要有时间序列模型、回归分析模型、灰色理论模型、卡尔曼滤波模型、泊松生命回旋模型等,模型虽然在某些简单或特定的工程中均可取得了较好的监控效果,但在一些沉降变化复杂的地区,由于模型仅考虑了离散数据的随机性或结构性特征,没有考虑到数据的变化特征和时间相关性,致使模型预测监控的效果总是差强人意。本文研究了基于模拟退火法的Kriging时域模型,其在传统Kriging模型的基础上,引入目前比较成熟的模拟退火法(SAA)对变异函数拟合模型中的参数进行寻优,以提高变异函数模型的精度,使模型能更准确地描述时域变量的变异特征。     

一种基于主成分分析的协同克里金插值方法

针对协同克里金插值方法在插值时,辅助变量较多造成计算复杂度增加,而辅助变量较少引起插值精度降低这一问题,提出了一种基于主成分分析的协同克里金插值方法（PCA-CoKriging）。该方法首先使用主成分分析对插值相关变量进行将维,得到较少几个综合指标,然后里利用这几个综合指标作为辅助变量进行协同克里金插值。为验证该方法的有效性和数据分布对该方法的影响,本文选取了2016年北京市范围内4个季节中PM_2.5浓度满足正态分布效果不同的4组数据,分别使用PCA-CoKriging和普通克里金插值方法、常规协同克里金插值方法,进行了插值试验。结果表明,本文方法与普通克里金插值方法、常规协同克里金插值法在4组试验中的平均绝对误差分别为4.91、6.04、5.61,平均均方根误差分别为6.65、8.76、7.57。综合比较,本文方法比常规协同克里金插值的平均绝对误差与均方根误差分别提升了10.73%、12.56%,比普通克里金插值法的平均绝对误差与均方根误差分别提升了18.71%、24.09%。     

土壤重金属的空间插值方法比较分析——以阳谷县为例

空间插值通过采集少量的数据点,利用其中的空间关联,推求该区域内其他位置的属性值。本文以山东省阳谷县土壤重金属Cu采样数据为例进行空间探索性分析,分别采用了反距离权重插值和普通克里金插值两种方法进行空间分布插值模拟。结果表明,针对研究区采样数据,反距离权重插值方法生成的模型平均误差为1.97 mg/kg,总体精度为92%;普通克里金插值模型的平均误差为1.91 mg/kg,总体精度为92.35%,普通克里金插值方法更优。     

基于Kriging估计的GPS高程转换

随着GPS测量精度的不断提高,其平面测量已经在多种领域得到应用,成为测量工作的一个全新的手段与工具,但在GPS测高方面需要改善和研究。Kriging方法是地统计学的基本方法,其理论核心是变异函数,它是一种最好的线性无偏估计法,在地理学、生态学、环境科学等领域都得到了广泛的应用,取得了很好效果。本文在详细介绍kriging法的基础上,建立了Kriging法的GPS高程拟合模型,利用该模型对两个实例的GPS高程数据拟合,得到了正常高,结果表明Kriging法在GPS高程拟合中的应用精度达到厘米级,且得出了一些有益的结论,为以后GPS高程的应用提供一些参考。     

用遗传算法改进模糊隶属度克里格插值的研究

克里格法是一种应用广泛的空间插值方法,本文研究了指示克里格法和模糊隶属度克里格法,讨论了用遗传算法对模糊隶属度克里格法进行改进的可能性及效果,并在空气污染数据插值中对3种方法的效果进行了比较。实验结果分析表明,遗传算法改进的模糊隶属度克里格插值在结果上要优于前2种方法,且具有鲁棒性较高和适应性较强等优点。     

三维激光扫描技术在复杂地质隧道岩体信息获取中的优化

为了更高效、高精度地获取岩体结构面信息,借助三维激光扫描技术,提出并建立一种基于Kriging算子和最小二乘法组合的点云插值方法。首先对获取的隧道点云数据利用单一的最小二乘法进行插值,并以此为基础,结合Kriging算子的适应度函数建立组合插值模型。在利用三维激光扫描仪已获取的某岩溶隧道的原始点云数据的基础上,运用组合模型进行插值处理,以此获取岩体结构面信息,并将组合方法得到的结果与单一的插值方法进行对比,发现组合方法插值效果较好,误差也较小。基于Kriging算法和最小二乘法结合的插值方法,在利用三维激光扫描技术获取岩溶隧道岩体几何信息—结构面产状的过程中能更加精确、全面,并可以用于岩体稳定性评价。     

全球MODIS气温数据的修正秩克里金插值分析

高维数据插值是大数据分析的一个基本内容,传统克里金插值方法的计算复杂度,是O(n3),即随数据观测量的增大其计算复杂度以3次方速度增长,无法满足实时性应用需求强的克里金插值。修正秩克里金(FRK)方法通过矩阵分解降低大维矩阵的运算维数来简化矩阵计算,提高计算速度。在大数据分析背景下,借助FRK方法对全球MODIS气温数据进行统计建模并计算实现气温数据的插值分析。将其与普通克里金(OK)作对比实验,结果表明,相较于OK方法,FRK方法的插值精度并没有降低;在计算效率方面,使用FRK方法进行插值时,随数据量增大,耗时程度趋于缓慢平稳增长,而同一环境下的OK方法耗时随数据量增大呈指数增长趋势。相对于传统克里金方法,FRK能够在保证插值精度的同时显著降低其计算复杂度,缩短插值时间。     

使用克里金插值法进行CGCS2000到海南地方坐标系的转换

在工程施工中,通常使用的是地方独立坐标系,各类工程施工图、成果图都要求使用地方平面坐标。如何实现GPS测量坐标到地方坐标的转换,一直是工程施工中的热点问题。本文介绍了从GPS定位坐标至平面坐标的两种转换模型,其中坐标网格法采用格网内插,算法设计简单,计算复杂度低,但精度会受内插网点的影响。在海南岛范围内精度较高,但沿海区域因无差值节点,需将格网外推。克里金内插法计算复杂度较高,但利用变形区域附近的点内插出畸变趋势,转换效果较好。通过对全岛范围约200个静态GPS点位、水准点位的转换结果进行比较,克里金转换算法可以满足一般工程测量的要求。     

基于GIS的湖北省钉螺螺情综合数据库的构建

首先对湖北省多年的查螺资料、各种地理图件及环境数据进行整理;再利用ArcGIS软件,将图件数据导入GeoDatabase;然后以该省的村级矢量图为底图,对应的国际代码为关联字段,利用Joins and Relates工具,关联整理后的钉螺信息及环境数据表,构建钉螺螺情综合数据库。该数据库的构建统一了不同的来源数据,具有直观性和可视性,为政府和研究人员分析螺情提供了一个动态、定量分析的决策工具,为建立钉螺扩散预警模型奠定了基础。     

克里金插值模型在地面沉降监测中的应用

变形监测在保障工程安全、建筑物的监测以及地质结构分析等方面扮演着重要的角色。尤其是在城市发展中,地面沉降更是非常突出的问题。本文针对目前通过精密水准或GNSS进行地面沉降监测存在监测点位离散,且分布不均的问题,提出采用克里金插值模型进行沉降量内插的设想,并通过北京局部沉降监测实测数据,对上述差值模型进行了验证和精度分析。结果表明克里金插值模型用于地面沉降监测数据内插是可行的。