基于TRMM数据的福建省降水时空格局BME插值分析

传统空间插值方法可获得福建省区域内降水的总体分布,但该地区气象站点较稀疏且分布不均,导致该区域内降水的空间插值结果误差较大。为提高插值精度,本文利用TRMM卫星数据以弥补站点数据的不足,尝试将TRMM数据作为"软数据"、台站数据作为"硬数据",两者相结合后采用贝叶斯最大熵(Bayesian Maximum Entropy,BME)方法对福建省降水的时空格局进行分析。以2000-2012年近13年20个气象站点的年降水量和月降水量为基础数据,分别利用普通克里格法(Ordinary Kriging,OK)和TRMM为"软数据"的BME插值法,分析福建省多年降水的时空分布格局,并对2种方法的插值结果进行比较。结果表明:在时空分布上,以TRMM数据为辅助变量的贝叶斯最大熵插值结果能更好地体现降水的局部差异特征;在误差评价上,以TRMM数据为辅助变量的贝叶斯最大熵插值结果的MAE和RMSE较小,表明TRMM数据作为"软数据"参与插值的BME方法可以在一定程度上弥补站点数据的不足,有效降低预测结果的绝对误差。通过对福建省降水插值的时空分布格局分析和误差评价可看出,BME插值法通过对基础台站数据,以及TRMM卫星产品数据的利用,使降水的时空分析结果更加真实客观,同时,为TRMM卫星降水数据的应用提供了一个新思路。     

基于边界替代的人口数据空间化方法研究

首先将山东省各县市按级别分类,利用回归方法得到不同级别县市的城镇居住密度与农村居住密度,然后根据乡镇驻地位置,构造Voronoi图来替代乡镇边界。在此基础上利用各乡镇人口数据与居民点数据计算得到各 Voronoi图形的居住密度,并将该密度赋予每个图形的发生点(即乡镇驻地位置),而后利用反距离插值算法,并结合窗口移动平均处理,得到全省的居住密度分布图。使用居住密度分布图和居民点分布数据,计算人口分布数据。并根据每个县市的图上汇总人口和统计人口,计算得到各县市的调整系数,使用该系数对每个栅格的人口数进行调整,保证了各县市总人口不会出现误差。最终得到山东省1km×1km栅格的人口分布数据。最后选取某些样本县, 在样本县内对比每个乡镇图上的人口与实际统计人口,结果表明该人口分布数据有较高的精度。     

基于信息熵的空间插值影响因素分析

空间数据作为一种地理现象的离散度量广泛应用于各类地理空间分析。然而,空间数据经常由于各种原因出现数据的缺失,存在不完备的特性,需要利用空间插值方法对其进行插值估计。现有国内外对于空间插值方法的研究较多,但是对于空间插值影响因素的分析研究则相对较少。本文首先对国内外相关空间插值研究工作进行总结和回顾,进而探讨不同采样密度、采样分布和采样粒度对于空间插值精度的影响。在此基础上,提出一种基于信息熵的空间插值影响因素分析方法。该方法针对采样数据的不同采样密度和采样分布,对空间数据的可插值性进行比较分析,进而探讨插值粒度,即插值网格分辨率对于空间数据可插值性的影响。最后,采用一组实际数据验证了使用信息熵对空间数据进行可插值性研究的可行性和适用性。     

中国及其邻区地表气象数据预处理和网格化数值结果分析

讨论了与距离成反比和Ｋｒｉｇｉｎｇ等不同的２维插值方法在地表气象数据网格化中的应用,介绍了对中国及邻区１２００多个气象台站数据的预处理过程,对网格化后的数值结果进行了必要的可靠性分析。计算结果说明,在离散台站分布密度与网格节点分布密度大致相同的前提下,网格化处理后的区域气象数据能较好反映离散数据性质。     

CHAMP姿态数据间断的处理方法与精度分析

为探究CHAMP加速度计数据的预处理方法,分析了姿态数据间断的各种情况,提出了采用二次插值方法处理姿态数据间断,并用实测的CHAMP加速度计数据进行了验证。统计结果表明采用二次插值方法处理姿态数据间断,精度比线性插值法明显提高,当姿态数据连续间断小于40个历元的情况下,内插姿态数据对加速度的影响小于10-9ms-2,不影响其使用。     

空间分析中几种插值方法的比较研究

针对常用的空间插值方法在精度分析方面比较的不足,从地质统计学、数学函数和几何方法方面分别选取普通克里金插值法、三次样条函数法和距离权重倒数法进行插值精度的比较与分析。文章分析了各个方法的优缺点和局限性,选取疏密差异较大的均匀和不均匀离散点数据进行实验,利用三次趋势面模型和MATLAB,ArcGIS,GS+Version...     

基于大气电场与闪电资料的雷电临近预警方法

针对大气电场仪进行雷电预警误报率高的问题,提出了一种利用多站大气电场仪组网观测地面电场,并结合闪电定位系统的观测进行雷电预警的方法。该方法结合了大气电场仪与闪电定位仪的优点,利用电场强度阈值和闪电发生的距离阈值,得出雷电预警等级的方法。采用此方法可以降低仅用电场强度来预警所造成的误报率,并能估计出雷暴的移动方向。经检验,此方法TS评分为0.73,漏报率为0.21,空报率为0.09。此算法对于由远及近的雷电活动,或者距离很近的雷电活动有较高的预警准确率。算法对10km内的强雷暴预警效果最好。     

湖南省雷电灾害易损性分析及区划

为了对各地防雷减灾工作提供比较科学的理论指导,利用2002-2008年湖南省14个市的雷电灾害统计资料,结合湖南省各市的经济发展状况和人口密度特征,引用雷击密度、雷电灾害频度、生命易损模数以及经济易损模数作为各市雷电灾害易损性评估指标,得出各市综合易损性指标,最后形成湖南省雷电灾害易损度区划。结果表明:某一地区雷击灾害的发生以及其造成的损失不仅与该地区所处的地理位置、气候环境有关,也与该地的人口密度、经济发展有关。     

基于Web GIS的广西雷电实时监测系统

以Web GIS技术为依托,将基础地理信息数据与闪电定位数据、雷达回波图相结合,建立了具有存储、应用、开发、分析及各种图形处理的INTERNET雷电定位实时监测系统,实现对闪电定位数据、雷达回波图的网络发布.系统可以对雷电天气发生发展进行实时监测、定位、跟踪并确定强雷电天气的落区,为各级气象台站预报员准确分析、判断、预报雷雨系统的移动及强度变化提供了较科学、直观的分析工具.     

成矿预测中ArcGIS ModelBuilder的建模评价——以武夷山成矿带大深幅为试验区

为实现数字化、智能化、自动化成矿远景预测评价,提出以证据权法、信息量法等数据驱动结合知识驱动,利用ArcGIS空间分析建模实现地质变量筛选、构置,并得到图层表示的找矿地质模型与相应的量化模型。通过对变量特征、量化方法及GIS单元划分与赋值等的分析,以规则网格、等价的中心点分别为基本单元,以及重要性法、中心点法、面积法识别变量,经ArcGIS空间分析建模实现"0,1"法赋值。同时用多维空间线性映射的定量模型,以克服地质变量不等价、不独立对评价结果的影响,以武夷山成矿带1:5万大深幅为实验区,应用ArcGIS ModelBuilder方法,对该区铁、铜、铅锌成矿远景进行预测评价,圈定远景区12处,其中,A类3处、B类3处、C类6处,与信息量法、证据权法的预测结果基本一致。     

顾及形变控制的小屏幕变比例尺交通路线图生成方法

用户在旅游或者室外运动中经常将路线图显示于移动设备上以方便规划路线。然而移动设备显示屏幕通常较小,若较大范围的地图通过等比例尺缩小在小屏幕显示,可能会导致清晰度和辨识度的降低,尤其对于地图中地物较为密集的区域。本文提出一种自动化生成变比例尺地图的方法,通过更加均匀化地图显示内容密度分布以改善地图概览清晰度。在该方法中,首先对密度分布进行估计,密度估计主要考虑地图上路线空间分布以及地标与注记显示空间,然后根据所得到的密度分布进行变比例尺转换,最终生成的变比例尺结果图,其大小取决于给定显示尺寸。相较于现有变比例尺转换方法,本文提出的方法可以考虑了地标与注记显示空间,同时又能有效控制地图变形以提高地图识别。实验结果表明,通过本方法生成变比例尺结果图对地图概览的清晰度有着显著提高,并且能够保持良好的地图识别度。     

历史地理数据的GIS应用处理——以清时期的陕西为例

基于GIS数据处理技术,对清时期陕西省内的县级政区境界做出数字化建库,并链接历史文献中的县级人口、耕地等专题数据,进行了人口分布与人口密度、耕地分布与垦殖密度等方面的数据分析和制图。     

基岩露头采样密度对黄土古地形重建的影响

下伏古地形对黄土地貌的形成、演化与发育具有重要的控制作用。基于下伏地层露头的采样数据,通过空间插值方法进行古地形数字模型(DEM)重建是研究黄土地貌的重要方法。其中,采样点密度是下伏地形DEM重建精度的主要影响因子。本文以1:20万绥德幅地质图所涉及区域为实验样区,研究采样点密度及样条函数方法对下伏古地形重建精度的影响。实验结果表明,在高密度样本条件下,采用规则样条插值方法进行古地形重建时,插值结果呈现显著的“龙格现象”,即多项式插值结果出现剧烈波动现象,且随着样本密度增加,样条插值结果的误差呈逐步趋缓的降低趋势,并逐步趋于稳定。同时,基于古地形DEM提取的特征点,其局部最高点和局部最低点的数目呈直线上升趋势,说明在一定程度上基于有限数据采用样条函数进行地下三维建模并不一定能获得平滑曲面。研究结果对如何选择合理的空间采样密度进行古地形DEM重建具有重要的指导意义。     

线性加权回归模型的高原山地区域降水空间插值研究

在山地和高原区域,地形对降水影响比较显著。常规空间插值方法通常不考虑地形要素,插值精度有限。考虑到降水量与高程存在较强的相关关系,采用局部线性加权回归模型预测山地和高原区域的降水分布。推导了回归计算公式,并在ArcGIS 9.0中编程实现算法。选取美国德克萨斯州西北部地区进行局部线性加权回归空间插值,并与普通Kriging、倒距离加权法比较。误差分析表明:在地形复杂的地区,线性加权回归模型比传统方法有优势。     

智能建筑雷电电磁脉冲防护系统探讨

对现代智能建筑的雷电防护这一新出现的课题进行了论述，提出了智能建筑的雷电防护设计应作为一个系统工程来考虑，阐述了对智能建筑进行雷电防护设计时采用的6大系统：滚球法计算、等电位联接、屏蔽技术、共用接地体、综合布线，以及三级SPD保护、这些系统设计能够有效的抑制雷电电磁脉冲对智能内微电子设备的危害。     

基于厦门港的海上交通事故地理空间分布及风险预测研究

利用海上交通事故空间分布特征进行安全分析是海上交通安全管理的重要组成部分。本文使用厦门港2008—2020年的海上交通事故数据,经过事故数据空间分布特征提取、分析及预测等流程,最终得到厦门水域海上交通事故潜在危险区域。本文首先使用原始事故数据在GIS软件中进行空间定位,形成事故点的可视化空间分布图,然后使用核密度分析法鉴别海上交通事故多发区域,再利用空间自相关分析法,得到该区域事故空间的分布特征和具体的聚集点,最后使用该分布特征、对目标水域数据进行标准化网格切分,并利用机器学习算法对潜在事故风险区域进行预测。本文在核密度分析结果中发现：就事故频度而言,厦门湾和西海域交通事故频度较高。在空间自相关分析的结果中表明：就空间分布特征而言,厦门港的空间分布出现聚集特征且为空间正相关模式,且就事故具体的空间聚集点而言,厦门湾和西海域仍是事故高发的中心区域。而最后的厦门湾及周边水域风险预测模型显示：潜在事故风险区域多位于沿海和河口交汇区域。本文研究结果表明在基于地理空间数据分布特征提取和网格化分析的基础上,结合机器学习方法（随机森林）,对于海上交通事故的预测具有良好的效果。     

海河流域降水空间插值方法的选取

在水资源承载力模型的研究中,空间插值可以提供每个计算栅格的气象要素资料。在众多的气象要素空间插值方法中,并没有一种适合每一个气象要素的最佳插值方法,因此在不同的区域进行气象插值时,宜采用不同的方法进行比较,从而得到最佳的插值方法。本文以京津冀地区43个站1961-2000年降水资料为数据源,选用了距离平方反比法(IDS)、梯度距离平方比和普通克里格法。交叉验证结果表明:在海河流域进行降水插值分析时由于各月份降水与高程之间的相关系数较弱,不宜采用GIDS方法;在本研究区内大部分月份降水数据进行对数变换后进行插值,插值精度得到了提升;对于月降水的插值Kriging方法比IDW方法更加优越。     

基于地理信息系统的雷电业务系统

介绍了地理信息系统（GIS）在四川省雷电业务系统构建中的应用方法。四川省防雷中心在雷电监测新技术和新手段的基础上,将GIS技术与雷电潜势预报和短临预警技术有效的结合起来,构建了雷电业务应用系统。并通过对此系统在2008年“9．23”四川雷电天气过程中的应用分析,说明此系统可以准确地对未来12小时的雷电过程进行预报和未来1小时的雷电过程进行预警。     

基于地理信息系统的雷电业务系统

介绍了地理信息系统（GIG）在四川省雷电业务系统构建中的应用方法。四川省防雷中心在雷电监测新技术和新手段的基础上,将GIS技术与雷电潜势预报和短临预警技术有效的结合起来,构建了雷电业务应用系统。并通过对此系统在2,008年“9．23”四川雷电天气过程中的应用分析,说明此系统可以准确地对未来12小时的雷电过程进行预报和未来1小时的雷电过程进行预警。     

基于机载点云数据的高精度水域DEM快速生成方法

由于水域内机载点云数据稀疏或缺失,在生产高精度DEM时需要对水域区域进行分别处理,人工操作工作量大,且难以保持水域内DEM高程的自然平缓过渡。目前将水域和其他区域分开处理的DEM数据生产方法,不仅增加了数据处理的难度和工作量,也会引入水域和其他区域的DEM接边误差,影响数据质量。为此,提出一种基于机载点云数据的高精度水域DEM快速生成方法。该方法首先利用水域边界与原始机载点云数据,通过分段插值拟合生成水域内点云数据;进而,将插值生成的水域点云数据与原始点云数据进行合并获得完整点云数据;最后,利用合并后的完整点云数据生产高精度DEM数据。通过实验分析发现,该方法能够实现水域与其他区域的DEM一体化生产,提升DEM数据处理自动化水平,且能保证水域DEM的高程精度与自然平滑过渡要求。