计算机绘制粒度分布曲线的插值方法

张力样条是在三次样条函数中加入张力系数而构成。根据相同的粒度数据用两种方法在计算机上所作的粒度分布曲线图形的对比,显示出张力样条方法比三次样条方法有明显的优越性,它消除了插值曲线的不必要的摆动,在保持曲线平滑的前提下,能更准确地表达沉积物的粒度特征。用张力样条结合将离散点连成光滑曲线的阿克玛方法进行插值,使复杂的粒度分布曲线的插值同时保持准确性和平滑性,在沉积物粒度的数据的计算机处理方面有明显的意义。     

A Proposed Method for Spatial Data Disaggregation and Interpolation

The Model for External Reliance of Localities in (MERLIN) Coastal Management Zones is a proposed solution to allow scaling of variables to smaller, nested geographies. Using a principal components analysis and data normalization techniques, smaller scale data relationships are linked to data relationships within larger geographies and scaling factors are developed for each. In using these relationships, MERLIN will derive a set of variables scaled to a desired geography representing the attributes of the population present. The concept driving MERLIN's development is that correlations between variables at a specific location and level of geography can be tested and applied to other scales for interpolations. This flexibility and relative simplicity of calculation make MERLIN a valuable tool in many types of social research and for data interpolation. In a pilot study, the MERLIN model is applied to counties along the Gulf Coast of Florida to create a well-being index at the census tract level. Results reveal a landscape that better accounts for the localized patterns of values situated within a larger geographic unit.     

基于MATLAB的图解粒度参数计算

粒度特征是沉积物的基本特征之一.计算沉积物粒度参数的方法主要有矩法和图解法两种,其中图解法必须通过手工作图求累积曲线,是一项相当繁杂的劳动,不利于计算大量样品.文中提出的方法将图解求沉积物样品的累积曲线百分位数的过程转化为不等区间的一维函数内插值问题,然后利用通用程序MATLAB的函数功能求解百分位数和计算粒度参数.计算结果和验算表明MATLAB计算相当可靠,完全可以代替手工作图.该方法原理简单,使任何懂或不懂编程的沉积分析人员,都能在计算机的帮助下无须作图用图解法计算样品的粒度参数,既能使粒度分析从繁杂     

尼龙网方格沙障风沙流携沙粒度的空间分异特征

为了探究塔克拉玛干沙漠腹地尼龙网方格沙障对风沙流携沙粒度的空间分异作用,于2015年4-6月,选取裸沙地和尼龙网2种下垫面,利用方口集沙仪和全方位集沙仪分别收集风沙流中垂直高度层中2~100 cm和16个方位的输沙量,利用BT-2001激光粒度分布仪对沙样进行粒度组成分析。结果表明：沙粒的粒度频率曲线形态表现为单峰分布特征,与下垫面沙粒组成有关。在垂直方向上,沙粒的平均粒径在L1（裸沙地）、L2（沙障前部）处随着高度的增加沙粒平均粒径减小,L3（沙障中部）处平均粒径先增加后趋于稳定;风沙流进入沙障后,分选性变差,偏度增大,峰度减小;L1和L2处沙粒随平均粒径的减小,分选性变差、细尾越来越明显、沙粒粒径分布范围变窄,且L1处分选系数、峰度和偏度与沙粒平均粒径在双变量图上的变化率大于L2处。在水平方位上,沙粒的平均粒径在T1（裸沙地）-T2（沙障前部）-T3（沙障中部）的过程中先增后减,在T2处,分选性最好,偏度系数和峰度最小;3个观测点的粒度参数与平均粒径没有明显的相关关系。     

曹振, 胡克, 张永光, 介冬梅, 赵亮

 通过对地表沉积物的粒度分析,研究了科尔沁沙地四种主要土地类型地表沉积物的粒度分布特征;结合该地区多年气候状况,对不同土地类型的可风蚀性进行了定量研究;分析了不同土地类型的潜在可风蚀性。同时,对玉米地、谷子地等七种农作物种植地的表土做了粒度分析,认为不同农作物对地表可风蚀性的影响较小。     

沙尘暴沉降物的粒度特征及其环境意义

近年有些研究者尝试用黄土中更为敏感的粒度指标指示冬季风的强度。笔者列举、分析了若干不同强度、不同源地的沙尘暴事件, 总结了沙尘沉积物粒度与风力、源区覆被状况、距源区距离等因素的关系, 认为沙尘粒度组成是由多因素决定的。作为地史上沙尘暴活动产物的黄土, 其粒度组成并不是冬季风的单一函数。黄土粒度中包含了冬季风强度、源区覆被、距源区远近等多方面信息。因此, 在用黄土粒度恢复冬季风强度时, 必须结合其他代用指标。     

基于Origin的概率累积曲线的计算与绘制

图解法计算沉积物粒度参数在沉积学研究中被广泛应用,但需要通过手工作图求累积曲线,是一项相当繁杂的劳动。通用计算软件Origin拥有很强的函数计算和绘图功能,不仅可以批量计算图解粒度参数,同时还可以直接绘制（分段）概率累积曲线图;其实施过程操作简单,仅需点击菜单命令,无需编写任何语句,有利于不懂编程的沉积分析人员进行数据分析,有很大的应用价值。文章随机选取10个不同沉积环境下形成的松散沉积物样本,利用Origin求解各样本粒度累积曲线的百分位数,在其内嵌的Excel表格中计算粒度参数,并用Origin的制图功能绘制粒度概率累积曲线与沉积组分分段直线图。Origin与手工作图计算的结果之间的差值（绝对值平均）及方差都很小（0.004 2~0.018 6）。计算结果表明Origin在粒度参数计算方面完全可以代替手工作图,不仅操作简单,而且精度非常高。     

基于CE318观测的广州市气溶胶粒子谱分布特征

基于CE318太阳光度计观测数据,采用消光法对广州市2011年全年的气溶胶粒子体积浓度、数浓度、体积谱、数浓度谱的全年总体特征,季节性特征及日变化进行了分析。结果表明：1）广州市气溶胶粒子体积浓度年均值为0.45 μm³/μm²,春季最高,夏季最低;且粒子体积浓度与浑浊度的相关系数达到0.956。2）广州市气溶胶体积谱为双峰型,数浓度谱为单峰型。半径＜0.1 μm的细粒子为气溶胶主控粒子,主要由水溶性粒子和煤烟组成。3）广州市的气溶胶污染主要与工业、交通等人为污染有关;其主要成分为水溶性粒子和煤烟,此外还存在少量的沙尘和海洋气溶胶粒子。4）一天当中气溶胶粒子体积浓度随着人类活动增加逐步上升,T 12:00―15:00时段细粒子的体积浓度为一天中最高。     

风化成壤对原始粉尘粒度组成的改造证据

对现代粉尘、黄土、古土壤、红粘土全样和对应石英样的粒度分析结果表明,现代粉尘和对应石英样的粒度组成最为相似,而其它经历了风化成壤改造后的全样,粒度组成发生了不同程度的变化,其中以古土壤和红粘土样尤为显著。全样和石英样品的平均粒径比值变化,反映了原始粉尘经风化成壤改造而细化的程度,可能与夏季风强度关系密切。灵台剖面L₆以来的黄土—古土壤序列的磁化率、全样和石英样平均粒径及其比值变化对比表明,在冰期-间冰期旋回时间尺度上,全样和石英样平均粒径记录的冬季风变化特征类似,但在千年时间尺度上,平均粒径比值和石英样的平均粒径变化则揭示出东亚季风具有更高频次的变率特征。     

气候时空数据的样条插值与应用

该文论述了根据1951——2000年中国逐月温度和降水量数据采用样条函数插值实现气候时空数据数字化和可视化扩展的过程。对来自气象站的逐月气候数据利用样条函数插值拟合气候空间曲面，在DEM支持下建立气候变量的空间栅格数据文件，用于GIS对气候变量的查询、成图和二次开发。结果表明插值效果因样本数量、样本空间分布和不同的气候变量会有所不同，较多的样本数量有助于插值质量的提高。由栅格数据文件转换而成的逐月气候图形格式文件可以通过Java编程的浏览器实现气候时空动态变化的直观表达，从而使历史气候数据得到有效扩展、集成和应用。     

克里雅河中下游流域地表沉积物的粒度与化学元素空间分布

通过对克里雅河流域的实地考察、地形测量、取样,分析其流经沙漠过渡带地表沉积物的粒度、化学元素的空间分布,得出以下结论：河流—沙漠过渡带地表沉积物的粒度组成以>2 φ的粒径为主,粒度特征明显表现出风成特点;化学组成上以Si、Al为主,和上陆壳平均化学组成相比,除Ca、Co、As外都有一定的亏损;不同河段自上游至下游,在不同动力条件下,地表物质粒度特征表现出河漫滩砂与阶地风成砂呈相反的递变趋势;不同河段A-CN-K图解及CIA揭示了克里雅河不同河段地表物质化学风化程度均很低,处于较弱的去Na、Ca阶段,其他元素未发生明显的化学风化或迁移,不同河段化学风化程度差异与物源及地貌格局息息相关;同一河段不同地貌单元,随距河道远近不同,粒度特征与化学风化程度呈现出一定的递变规律;克里雅河平均粒径与一些元素的相关性,说明粒径大小与表征化学风化程度数值的大小有一定关系。总之,在不同空间尺度上,克里雅河地表沉积物理化学特征的分异实质上反映风动力和水动力的差异性分选。     

塔克尔莫乎尔沙漠抛物线形沙丘的粒度分布模式

对新疆伊犁河谷塔克尔莫乎尔沙漠抛物线形沙丘表层78个风成沙样的粒度分析表明,平均粒径均值为220 μm,平均中值粒径为299 μm,标准偏差平均为1.98,偏度平均为-0.29。纵向分布上,从风蚀洼地到迎风坡下部,风成砂的平均粒径和分选性波动变化明显,沿迎风坡向上平均粒径减小,在脊线附近有较粗粒径的分布带。在沙丘背风坡平均粒径减小、负偏增加、分选性较差。在粒度参数等值线及三维分布方面,风蚀洼地和迎风坡下部呈现沿沙丘轴向交替分布的封闭等值曲线,两侧沙臂粒度参数大小波动变化,沙臂北翼坡脚粒度组成呈现很高的负偏和峰度值,反映在区域风况作用下,抛物线形沙丘本身地形起伏、两侧沙臂灌丛沙堆分布对沙丘表面风沙流运移有影响,风沙流与沙臂斜交在背风坡产生涡流引发较强的沉积作用。     

一种基于超曲面样条函数的三维空间插值方法

将二维曲面样条函数插值法进一步引申,提出一种基于超曲面样条函数进行三维空间插值的新方法,介绍超曲面样条函数的构造方法,给出利用该方法进行三维空间插值的数值实现过程。最后以插值形成三维空间规则数据场为例,证明利用超曲面样条函数法进行三维空间插值的可行性和准确性。     

人为干扰下海岸沙丘表面粒度分布变异实证研究——以河北昌黎黄金海岸横向沙脊为例

选择我国海岸沙丘尤其是横向沙脊最为典型的河北昌黎黄金海岸,分别在人为干扰剧烈和人为干扰较少的区段,按垂直于横向沙脊走向各选择一个典型的横向沙脊断面,采集其表面沙质沉积物粒度样品,通过对样品粒度及其参数的分析与计算,对比分析人为干扰对海岸沙丘表面粒度分布的可能影响。结果表明,在滑沙和迎风坡脚沙质地表翻动与堆积沙堆等人为影响下,横向沙脊表面粒度分布发生了明显变异,由近自然状态下自沙脊两侧坡脚向脊顶粒径变细和分选变好、向陆背风坡的细化与分选优于向海迎风坡、脊顶沙粒最细及向陆背风坡脚最粗的自然分布模式转变为人为干扰下自两侧坡脚向沙脊坡部粒径变细与分选变好、向海迎风坡的细化与分选优于向陆背风坡、向海迎风坡粒径最细及迎风坡脚最粗的人为分布模式。     

中国沙漠粒度分析研究综述

粒度分析是沉积物研究的主要内容,在辨识物源背景、指代沉积环境、推断气候变化等方面具有重要意义。近60年来,随着中国沙漠科学的不断发展,粒度分析在揭示中国主要沙漠的粒度特征、各类沙丘的粒度特征、沙漠化防治和古环境重建等方面得到了广泛运用,并取得了大量研究成果。与此同时,中国沙漠粒度研究也存在试验方法和参数指代意义不够明晰、沉积环境的系统耦合模型缺乏、沉积物研究的时空延展不足等问题。在今后的研究中,应进一步拓展研究的时空范围、明确参数指代意义、构建系统耦合模型,并与其他沉积物指标相结合,实现多角度多尺度多维度的沙漠粒度分析研究,使粒度分析在中国沙漠研究中发挥更加重要的作用。     

回涡沙丘的形态特征与表面物质组成

在沙丘分类系统中,回涡沙丘是一种重要的有障沙丘形态,系运移风沙流在障碍物前遇阻堆积而成。野外测量表明,回涡沙丘具有与新月形沙丘相似的外观,其迎风坡坡度一般在2°～18°之间,背风坡坡度较陡为21°～31°。回涡沙丘高度及其与障碍物距离受障碍物高度的控制,障碍物越高则回涡沙丘也越高,沙丘离障碍物也越远,沙丘高度、沙丘与障碍物距离分别与障碍物高度线性相关。粒度特征反映了局地沙源特征,粗细颗粒均可在风力作用下形成障前堆积形态。同一地区回涡沙丘与新月形沙丘表面物质的粒度参数对比表明,由于障碍物前回旋涡流的影响,回涡沙丘表面物质经历了更为强烈的风力分选过程,物质组成更细,分选更好,更趋于正偏和窄峰态。     

降雨信息空间插值的不确定性分析

文章以潮白河流域为样区,根据58个雨量站1990年的降雨观测数据,采用反距离权重法、克立格法、样条函数法、趋势面法等插值方法,分析了站点数量变化、时间尺度变化、栅格像元的尺度变化、插值方法的差异对降雨数据空间插值结果的影响,剖析降雨插值中的不确定性。结果表明：（1）插值站点数量越大,区域降雨插值的不确定性越小;（2）像元尺度在50m~1000m间变化对降雨插值的不确定性只有微弱的影响;（3）对应于时间尺度由年到月到日的变化,降雨插值的不确定性随时间尺度的减小而显著增大;（4）不同插值方法影响到降雨空间插值的不确定性水平。为了减少降雨信息空间插值的不确定性,根本途径是要引入第三方相关变量,并将其整合到现有的插值算法中。高相关性变量的选取及其与插值模型的整合方式将成为降雨插值研究的主导方向。     

Integrated Interpolation Methods for Geophysical Data: Applications to Mineral Exploration

Any mine planning requires careful prediction of both the head grade andtonnage ofmineralization. There are various methods of interpolation that attempt to provide reasonable estimatesat unsampled locations. All of these give realizations that are unduly smooth and extremevalues that occur in reality are not reflected in these estimates. Such methods, therefore,provide limited scope for accurate risk assessment. An alternative approach that is rapidlygaining popularity is the method of conditional simulation. This approach attempts to reproduceboth the grade distributions of the sample data as well as its spatial variability. In this paper,a case study is presented on a platinum mineralization to demonstrate and compare sequentialGaussian and sequential conditional simulation techniques and to quantify and discuss therelevant sensitivities.     

AVHRR 1B定位数据经验插值模型的误差分析

确定像元地理坐标是几何纠正及卫星数据应用的基础。经验插值方法常用于计算高分辨率辐射计AVHRR1B定位数据,研究插值模型的定位误差具有重要意义。该文分析了AVHRR像元空间位置和像元大小,利用AVHRR扫描线的圆心角θ表示像元的位置,建立了像元位置θ和像元大小Δθ的表达模型;根据分段线性插值模型,计算插值后的像元位置θafter和像元大小Δθafter,获得分段线性插值模型的像元位置和大小的误差模型。     

一种新的邻近点间相互作用大小的可视化方法

在分析空间相互作用理论及其可视化方法的基础上,针对现有的空间相互作用大小可视化方法的不足,提出一种邻近点间相互作用大小的可视化方法.该方法以可视化理论为基础,利用断裂点的特性确定可视化结果的大小,通过建立可视化规则优化可视化效果,实现了邻近点间相互作用大小的二维可视化,可有效地观察与分析空间实体间的相互作用大小.实例表明,该方法简单易行,有利于总体和个体的空间相互作用大小的比较,具有较强的直观性和可比性.