2002年7～9月数值预报产品广西降水预报检验

应用高斯权重插值法，以站点方式对2002年后汛期(7～9月)国内外三种数值预报产品如T213全球谱模式、日本细网格模式、广州中尺度模式的降水预报能力进行检验分析。结果表明，这三种数值预报产品对分县分级降水预报均有一定的预报能力，大雨以下：24h预报广州中尺度模式效果最好，而48h效果最好的是日本预报；大雨以上：24h首推日本预报，48h预报T213全球谱模式优于其它。     

北京市土壤中Cr,Ni含量的空间结构与分布特征

本文以一个完整的省级行政单元(北京市)为例,进行系统的、大尺度的土壤Cr,Ni含量的空间分布与污染评价研究,通过地统计学方法分析揭示了北京市土壤中Cr,Ni的空间结构与分布特征,并探索其主要成因,为全面了解北京市的土壤环境质量和开展大规模的土壤环境质量评价研究等提供方法学借鉴和参考.结果表明:土壤Cr,Ni含量的空间结构具有较好的可迁性特点;指数模型拟合效果较好,变程分别为174.6km和15km;半变异函数的方向性分析表明,Cr,Ni均为各向同性,土壤中Cr,Ni具有中等程度的空间相关性.土壤中Cr含量的分布特征为空间相关范围较大,从总体趋势来看,土壤Cr含量的分布较为连续,呈明显的东高西低的分布趋势,大致可以分为3个大的斑块,西北方向(太行山山脉)土壤Cr含量较低,而东南方向(冲积平原)土壤Cr含量相对居中,东北部(燕山山脉)的土壤Cr含量最高.土壤Ni含量的空间分布比较零散,其分布大致表现为东北部地区最高,西南部居中,中部地区最低.研究还揭示,北京市土壤中Cr,Ni含量目前仍主要受成土母质的影响,但是个别地区也存在明显的Cr,Ni含量严重偏高现象.     

基于GIS的长江中上游降水的空间分析

为了获取长江中上游地区高分辨率的降水情况,以长江中上游及其周围地区共613个气象站点的降水资料为基本数据,利用分辨率为4km 的DEM(Digital elevation model),采用了较适合地理信息系统(Geographic Information System)的插值方法,分别对该区域1992-2001年逐年降水进行了分析.结果表明:逐步插值法得到的高分辨率降水空间分布效果较好,计算的精度较高.该方法提高了计算的准确性,体现了降水随地形的变化以及在空间分布上的不连续性,有效解决了复杂地形条件下降水空间插值精度不高的问题.     

插值法在去除MODIS遥感影像条带噪声中的应用

采用多元并扫方式(1 km分辨率10元并扫,500 m分辨率20元并扫,250 m分辨率40元并扫)的MODIS传感器,由于各探测单元在轨响应差异而引起的条带噪声对MODIS定量产品的反演计算精度造成一定影响。为了尽可能减少这种影响,提高MODIS定量产品反演精度,本文提出了应用插值法剔除MODIS数据条带噪声。研究首先分析了传统去条带噪声方法的弊端,根据条带噪声在MODIS影像中的分布规律,以及如何准确判断条带噪声所在的行,然后应用插值法去除了MODIS波段5和波段30影像的条带噪声,取得了满意的效果,最后对图像的去除效果与传统的矩匹配法和傅立叶变换法进行了比较,并用两种评价指标做出评价。结果表明,两种评价指标得出的结果一致,也正说明了插值法是一种很好的去除MODIS数据条带噪声的方法,同时用这种方法处理后的图像还能保留原有的大部分信息。     

利用插值法建立历史旱涝格点资料的可行性

主要利用《中国近五百年旱涝分布图集》等历史文献旱涝等级资料,采用气候学分析中常用的插值方法,建立中国东部地区(106°—122°E、25°—41°N)历史时期旱涝等级格点场资料,试图从大尺度的时空变化上,分析比较插值前后资料的结构和特征方面的异同,以说明采用格点资料对中国东部地区进行古气候分析的可行性。采用普通Kriging插值法,对1470—2000年中国东部地区旱涝等级资料进行空间插值。通过交叉验证,分析了站点实际值与估算值间的平均绝对误差,说明采用Kriging插值法将站点旱涝等级资料网格化是可行的;在获取插值结果后,采用数理统计分析方法,比较了插值前站点资料与插值后网格点资料的要素场时空特征,其时间变化趋势的一致性及空间分布的无漂移,进一步说明采用该插值方法是可行的。     

使用卫星资料进行边界层四维变分同化研究综述

数值天气预报是当前天气预报的重要手段之一,而同化工作一直是数值预报研究的重点。在查阅了近年来国内外相关文献的基础上,对使用卫星举行资料边界层四维变分同化的研究进展进行了论述,并对最优插值法和变分法2种主要的研究方法进行了简单介绍。研究结果认为,变分方法对于初始场的改善具有明显的效果,与纯粹的统计插值方法相比,变分法具有十分明显的优势;理论上变分法能够同化所有类型大气探测资料,对非常规探测的包容能力极强,不仅能最大限度地获得观测中的信息量,而且避免了各种反演不适定问题。     

青藏高原及邻区现今地应变率场的计算及其结果的地球动力学意义

许多研究人员利用GPS测量的速度资料计算了地应变率场，但其结果差异较大. 本文将地质统计学中的Kriging方法引入到GPS观测的速度场研究中, 通过Kriging插值得到青藏高原及邻区均匀网格节点上的速度值，然后运用有限单元中形函数(Lagrange插值函数)的求导方法，计算每个网格单元积分点处的地应变率分量，从而获得青藏高原及邻区的地应变率场的分布. 计算结果显示，青藏高原主体处在南北向受挤压、东西向被拉张的应变状态之中，但高原东部地区则正好相反，即南北向拉张、东西向出现挤压. 青藏高原及邻区主应变率的方位与震源机制解中P轴、T轴的方向基本一致；最大主压应变率的高值区分布在喜马拉雅主边界冲断带及附近地区，高原内部出现主张应变率大于压应变率的现象，且高原内部处在拉张应变状态. 面膨胀率结果也表明，喜马拉雅山及附近地区为面收缩区，而高原内部其他地区主要为膨胀区；最大剪应变率分布清晰地显示出青藏高原周边的主要断裂带轮廓. 文中的应变率计算结果预示青藏高原及周边地区现今的地应变与较长期的地质活动之间有一定的继承关系.     

固结问题的非线性局部点插值法解研究

局部点插值法是一种新型的无单元法,该法构造出的位移和孔隙水压力的形函数具有 函数特性,所以,本质边界条件很易处理。首先,介绍了基本理论,给出求解比奥固结问题的主要公式。其次,对复层软基堆载引起的固结和沉降问题作了计算,其中节点采用均匀分布方式,且为了考虑土体的非线性特性计算程序中耦合了邓肯-张模型。最后,把计算值与有限元法、一维固结理论计算结果进行了对比。结果表明该法精度高,令人满意。     

基于FDE-IRF的室内指纹定位方法

针对传统指纹库存在建立工作量大以及随机森林匹配误差大等问题,提出了一种基于指纹库自动扩充的改进随机森林指纹定位方法(FDE-IRF)以提升指纹库构建的效率和指纹匹配的精度. 该方法对传统全采样构建指纹库方法和随机森林回归定位方法进行改进,稀疏采样多时间段的指纹数据和Kriging插值方法组合补全未采样指纹点,提升建库效率,得到强代表性的指纹库. 同时,利用决策树加权策略改进传统随机森林平均投票的方式,根据袋外数据评估决策树的预测误差,分配相应的权重,提高该算法的回归准确率. 实验结果表明:该方法的平均定位误差为1.26 m,其误差值比同类方法至少降低14.3%,验证了算法的准确性和有效性.      

基于控制区空间变异性的耕地质量监测样点布控方法

监测样点布设是实现对区域耕地质量监测的基础。为了提高耕地质量监测精度,建立了一套基于监测控制区空间变异性的耕地质量监测样点布控方法。利用Neyman法确定在给定置信度和抽样误差下的研究区最优样点总数;根据耕地质量及其影响因素划定监测控制区,为研究区进行空间分层;利用变异系数为各控制区分配监测样点;在各控制区内采用空间随机法布设监测样点。为了对比该抽样法的估算精度,又采用空间随机抽样法和基于自然质量等别、基于控制区权重的分层抽样法等进行了其余4种抽样布设方案,并计算了5种样点布设方案的Kriging估计误差,通过对比发现,在相同的取样总数下,不同的样点布设方案估算精度差别显著,基于控制区空间变异性的耕地质量监测样区分层布控方法的RMSE最小。得出科学的监测样点布设方案,可以在最小的投入下获取最大的信息量,提高耕地质量监测效率和精度。