基于DTM的城市网格化管理部件数据的质量评价

城市网格化管理是一种数字化城市管理模式,是我国数字城市技术应用领域的重大突破,在国际上处于领先地位,对其部件数据质量评价与控制具有重要的现实意义。针对城市网格化管理部件数据的地域性分布特点,运用空间插值算法,提出一种基于数字地面模型（DTM）的城市网格化管理部件数据质量评价方案（以上海市为例）。实验结果表明,该方案更能准确的度量整体数据的质量。     

DEM地面形态重构方法的精度差异特征研究

依据DEM地形建模过程,阐述了DEM地面形态重构概念,并以黄土丘陵1∶5万DEM数据为例,采用高程数值误差场和局地坡面形态误差场相结合的分析技术,实验分析了双线性、三次卷积、局部二次多项式、规则样条函数等常用插值方法在基于加密格网的DEM地面形态重构过程中的精度差异,以及DEM地面形态可重构的基本条件等问题。研究表明:在高程数值误差的极值大小、离散程度、空间分布等方面,规则样条函数插值法具有最好的地面形态重构精度,其次为局部二次多项式、三次卷积和双线性插值法;对于已确定综合尺度的地形,存在满足高保真地面形态描述要求的最佳DEM格网分辨率阈值,只有当实际DEM格网分辨率等于或高于该阈值时,才有可能无歧义、高精度地重构出DEM所描述的综合地形的地面形态。     

广东省地闪密度空间分布的特征分析

基于广东省1999—2012年的闪电定位系统数据,利用Arc GIS地统计分析模块,采用克里金插值法和分级统计方法研究广东省地闪密度空间分布规律并进行风险区域划分。结果表明：广东省平均地闪密度为14.12次/（km^2·年）;东莞、广州、佛山、中山、深圳为极高地闪密度区,年平均地闪密度达17.33-26.35次/（km^2·年）;惠州、茂名、湛江、阳江、江门为高地闪密度区,年平均地闪密度为达13.01-16.53次/（km^2·年）;珠海、肇庆、清远、云浮、汕尾为中地闪密度区,年平均地闪密度为10.01-12.72次/（km^2·年）;河源、揭阳、潮州、梅州、韶关、汕头为低地闪密度区,年平均地闪密度为8.29-9.81次/（km^2·年）。地闪密度风险的区域分布与雷暴日、地形和社会经济有关。     

斜压罗斯贝变形半径优化的误差相关尺度及其对最优插值效果的改进

利用最优插值方法进行三维温盐场重构时,如何正确估算背景场误差协方差至关重要。针对背景场误差协方差主要取决于误差相关尺度的问题,本文提出了用中国东部海域及其附近海域的最新的高分辨率气候态数据进行斜压罗斯贝变形半径优化其误差相关尺度计算的研究方案和技术途径;对比分析了均一化相关尺度方案和法国ISAS系统尺度方案,讨论了变形半径对最优插值的影响。结果表明:均一化相关尺度方案的均方根误差小于ISAS方案,但温度场过于平滑,难以刻画一些重要的物理现象;相比而言,本文提出的基于变形半径的相关尺度方案在取2倍变形半径时,不仅均方根误差在各水平层较小,且温度场能够更好地刻画四国海盆海域涡旋及黑潮影响的温度场三维结构。由于实际海洋中各层物理过程的尺度存在差异,实际应用时各层的最优尺度设置也应有所不同。     

应用样条插值提高GRAPES模式物理过程反馈精度

GRAPES (Global/Regional Assimilation and PrEdiction System) 模式动力框架中垂直方向变量的跳层设置采用Charney-Phillips分布,在整层上进行位温、水物质的计算,物理过程中在半层上对其进行处理。这样在GRAPES模式中,进入物理过程之前和物理过程计算完毕之后,都要采用线性插值进行整层和半层之间物理量的转换。由于线性插值精度欠佳,为提高上述反馈过程的精度,并保证水物质的正定性,该研究引入样条插值,并在水物质的插值过程中进行保单调处理,有效减小了位温场、水物质场的预报偏差,并提升了模式的综合预报性能。     

基于空间变异修正普通克里金的矿区复杂地形高精度建模

普通克里金法是构建矿区三维地形模型并揭示地表沉陷形变场动态变化规律的有效方法。但普通克里金法存在平滑效应的问题,导致估计值的空间变异程度小于实际,无法真实反映矿区复杂地表形态的空间变化特征。本文结合矿区实际地形采样数据,提出了一种空间变异修正的普通克里金法,并将其应用于矿区复杂地形的高精度建模,并与已有方法在建模精度和空间变异性复现方面进行了对比分析。研究结果表明,空间变异修正的普通克里金法能够很好地处理平滑效应对建模的影响,具有更高的建模精度和空间变异性复现能力,在矿区复杂地形高精度建模应用中具有较强的适用性,可以作为一种可靠的建模工具用于矿区复杂地形沉陷形变场动态变化规律分析。     

降雨资料Kriging与IDW插值对比分析—以漓江流域为例

降水空间化信息在很多领域都具有重要意义,而进行空间插值方法形成降水空间化信息是当代较为常用的方式。面对众多的插值方法其插值精度成为我们是否采用的关键,就kirging插值法与IDW(Inverse Distance Weighting)插值进行研究以探讨其插值效果,为此类科学研究提供依据。研究以漓江流域内各气象站点降水统计资料为基础分别采用上述两种方法进行插值处理,通过与预留实测站点比较评判方法的插值效果的优劣。结果表明,多年月平均降水量作为时间步长时,降水丰沛的月份使用kriging插值法较优于IDW插值法,而枯水月份则使用IDW插值法较优于kriging插值法。     

东胜煤田北部地段3D煤层模型的动态构建及不确定性评估

以内蒙古东胜煤田北部艾来五库沟-台吉召地段勘查区为例,针对三维地质建模方法在多源多类地质数据应用、动态建模及建模结果不确定性评估等方面存在的不足进行研究,并实现了煤层三维建模.煤层三维建模要领是:先按照数据的内在逻辑关系和几何结构两个层次进行数据融合处理,将钻孔、剖面及断层等数据转化为形式简单、结构一致的离散化样品数据;再以这些数据和各类边界线为基础,通过距离幂次反比(inverse distance weighting,IDW)法插值得到煤层顶底板高程,并结合这些属性值和TIN(triangulated irregular network)剖分技术动态生成煤层结构模型;然后利用一个与煤层顶底板高程估值结果相对应的算子——插值方差,完成对煤层模型的局部不确定性评估.详细讨论了煤层三维建模的整体流程并基于三维地学信息系统平台QuantyView加以实现.实际应用结果表明,所提方法具有显著的实际应用价值.      

遥感影像大气校正通用查找表的设计与插值算法

大气参数查找是遥感图像大气校正中一个重要的步骤。本文针对当前多数大气参数查找表普适性不强、查找表数据存储空间巨大、具体实施步骤不详细的问题,建立了一个通用化的多维大气参数查找表,其光谱分辨率为1 nm,并适用于多种遥感传感器。本文采用二进制文件方式存储查找表,并研究采用多维拉格朗日和多维反距离加权插值方法对输入参数进行插值。结果表明以二进制文件方式存储查找表,不但可以最大化地减少磁盘存储空间,还可以实现查找表数据快速随机读取;相对于多维反距离加权插值方法,多维拉格朗日插值方法的速度更快,精度更高,与MODTRAN4.0模型计算结果(真值)相比,它的误差仅为±1.0%左右。