简便的水文频率计算方法

在概率分布线型确定下,水文频率计算就是根据样本资料估算其中包含的参数。计算P-Ⅲ型分布参数的方法很多,目前常采用的最简单的方法是三点法,用图解适线求参数。本文中笔者建议用二点法直接利用K值表求参数。该方法简便,且不易出错。同时又能保证适线法的精度要求。     

粒度资料数据同化方法初探

本文从资料处理和应用等方面,对粒度数据的同化方法进行初步探讨,建立了粒度数据同化分类标准。从目前研究情况来看,可对不同分析精度粒度数据、不同空间分布范围数据和不同分析方法的数据进行数据同化。不同精度粒度数据同化方法的对比分析结果表明Spline插值效果较为理想。为了避免出现龙格现象,减小误差,将Spline插值和线性插值结合进行插值效果会更好。     

遥感影像融合中的四元数插值方法研究

利用四元数来整体描述多光谱遥感影像,采用四元数插值算法对影像进行重采样,并通过对重采样后的影像进行融合处理来分析比较遥感影像的四元数插值和现有插值方法的效果和区别。实验验证了四元数插值算法的可行性和优越性,为遥感影像的重采样提供了一条新的技术途径。     

基于Kriging插值方法的MODIS资料几何纠正方法

在讨论了MODIS中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)遥感图像几何畸变的成因后,文章引入了利用MODIS数据间的互补性去除这种"双眼皮"现象的概念,其后采用了Kriging插值的方法对数据进行重采样.在与其他几何纠正和插值方法进行比对后结果表明,该方法能较好地去除边缘重叠影响,并能保持原有云图的特征和信息,对MODIS资料数据在后续的反演工作中有一定意义.     

资料同化中的伴随方法及其在海洋中的应用

较系统地综述了资料同化中各种方法的分类,并着重说明了伴随方法的基本原理和具体实现步骤。并总结了伴随方法在海洋中的应用现状,并指出由于观测资料特别是遥感资料的日益丰富,伴随方法将有广泛地应用前景。     

基于无人机摄影测量的潮间带单波束测深空间插值精度评估

针对单波束测深数据插值模型精度验证困难等问题,利用潮间带潮汐规律,提出了一种基于高精度无人机数据验证插值模型精度的方法。在低潮时利用无人机摄影测量构建高精度潮间带数字表面模型,高潮时获取单波束测深数据并结合全球导航卫星系统技术计算得出潮间带地形点的三维坐标,使用克里金插值法、反距离权重法、规则样条函数法以及自然邻域法分别构建潮间带数字高程模型。以无人机数字表面模型数据为基准,分别对4种插值方法构建的潮间带数字高程模型进行精度分析。结果表明：1)后处理差分技术辅助无人机摄影测量可以构建高精度潮间带数字表面模型。2)在潮间带区域可以使用无人机数据作为单波束测深数据精度的评价标准。3)潮间带地形较为平坦时,规则样条函数法相比于其他3种插值方法精度更高,粗差率为12.5%。     

对流扩散方程欧拉──拉格朗日方法的B─样条插值格式

利用Ｂ－样条函数．文中发展了一个对流扩散方程欧拉－拉格朗日方法的插值格式．改善了其数值频散性。算例表明，此格式优于一次和二次插值格式。文中给出了Ｂ－样条插值格式的二维及三维推广。     

黄、东海环流的数值研究 IV--斜压环流的诊断计算

基于黄、东海Lagrange环流数值模型,对黄、东海Lagrange斜压环流进行了诊断计算.采用流速分解法将Lagrange流速分解为梯度流、风海流、潮致余流、热盐环流、零阶环流耦合流5种分量,实现三维计算的准二维化.计算结果较成功地模拟了冬夏两季黄、东海Lagrange 环流,表明密度环流在冬、夏季均是东海环流的重要分量,可显著增强了东海黑潮、东海黑潮、台湾暖流和对马暖流;在夏季还是黄海环流的主要分量.     

基于拉格朗日方法的洪泽湖与巢湖河流出入湖水体追踪计算

利用耦合北斗和GPS双定位系统的拉格朗日随体法水质点追踪仪,在2018年9月至2019年10月期间开展了总数为18次的洪泽湖和巢湖主要河流河水入湖后表层、中层和底层水体运移同步追踪观测,研究了两个湖泊河水入湖后的运移轨迹和速度特征。结果表明:淮河主河道河水入洪泽湖后流向南北两侧;徐洪河河口处水体表层流速在洪泽湖5条河道出入湖口处为最大;巢湖双桥河河口处水体流速受巢湖闸运行影响强烈,各层流速在7条入湖河流中最大。洪泽湖、巢湖入湖水体流速由表层至底层逐渐降低,洪泽湖各层水体流速大于巢湖。洪泽湖河口处表层水体8次测量平均流速为6.11cm/s;巢湖为5.51cm/s;二者中层流速分别为5.32和3.85cm/s;底层则分别为4.96和3.67cm/s。     

黄、东海环流的数值研究Ⅳ——斜压环流的诊断计算

基于黄、东海Lagrange环流数值模型 ,对黄、东海Lagrange斜压环流进行了诊断计算。采用流速分解法将La grange流速分解为梯度流、风海流、潮致余流、热盐环流、零阶环流耦合流 5种分量 ,实现三维计算的准二维化。计算结果较成功地模拟了冬夏两季黄、东海Lagrange环流 ,表明密度环流在冬、夏季均是东海环流的重要分量 ,可显著增强了东海黑潮、东海黑潮、台湾暖流和对马暖流 ;在夏季还是黄海环流的主要分量。     

不同插值方法在海域气象参数估算中的可靠性评价

海域条件下的气象观测具有数据稀少、变化大且观测站点分布不均的特点,其插值精度受插值方法影响较大。首先对常规插值方法进行理论分析,进而选取了反距离加权法、克里金法和样条函数法三种插值方法进行了插值实验和精度分析。根据渤海湾某区域的气象历史数据,采用不同方法绘制了温度、压强和湿度的插值平面图,并基于交叉验证的方式对各插值方法进行了对比,给出了不同方法的插值估算可靠性评价。结果表明:温度、压强和湿度的插值精度均是基于反距离加权法的插值结果最优(MAE_(温度)=2.42,RMSE_(温度)=1.92,MAE_(压强)=2.05,RMSE_(压强)=1.30,MAE_(湿度)=11.394, RMSE_(压强)=6.43),同时基于反距离加权法的图形绘制可视化效果也要优于其他两种方法。研究结果可为海域气象参数估算提供理论和实践依据。     

东海断面调查数据的最优插值同化试验

以World Ocean Atlas(WOA)气候态月平均资料作为数据同化的背景场,以断面调查数据作为数据同化的观测场,采用最优插值法,对WOA数据进行同化处理,得到分析场,并通过一维搜索方法获得最优相关距离尺度,对分析场进行优化。将调整得到的分析场作为现场观测数据的补充,然后对其网格化并绘制等值线图。两组试验结果表明,经过同化处理后绘制得到的等值线图既保留了区域的气候态特征,又体现了观测期间的特点,在一定程度上可以避免因数据空间分辨率不足所导致的插值结果异常,较单纯使用实测数据或将实测数据与WOA数据简单叠加得到的等值线分布更合理。最优相关距离尺度的大小依同化对象数据类型的不同而不同,一维搜索方法可以较便捷的获得最优相关距离尺度,提高数据同化的效果。     

局部多项式插值方法在多源海底沉积厚度数据融合中的应用

提出了在多源空间数据融合过程中出现不一致的问题;介绍了局部多项式插值方法的基本原理;通过该方法在海底沉积厚度模型构建中的成功应用,为基础数据的搜集和融合提供了新的思路.     

基于海图数据的水下岸坡插值精度分析对比研究

数字高程模型是研究水下岸坡冲淤变化的一种重要手段。不同的插值方法和像元大小都会对数字高程模型的精度产生影响,从而导致冲淤分析结果的变化。本研究使用了六种常用的插值方法 (ANUDEM、反距离函数法、克里金法、自然邻域法、样条函数法、不规则三角网转栅格法)对莱州湾和烟台港不同年份和尺度的水深数据进行了插值,计算了均方根预测误差、源数据残差均方根误差、残差均值、残差最大值和残差最小值等精度计算指标。结果表明ANUDEM和自然邻域法的均方根预测误差和源数据残差均方根误差均小于1 m。ANUDEM和自然邻域法对不同尺度的水下岸坡数据插值有着较好的适用性。     

Optimizing interpolation of shoot density data from a Posidonia oceanica seagrass bed

A case study on the optimization of Posidonia oceanica density interpolation, using a data set from a large meadow at Porto Conte Bay (NW Sardinia, Italy), is presented. Ordinary point kriging, cokriging and a weighted average based on inverse square distance were used to interpolate density data measured in 36 sampling stations. The results obtained from different methods were then compared by means of a leave‐one‐out cross‐validation procedure. The scale at which interpolation was carried out was defined on the basis of the Hausdorff dimension of the variogram. Optimizing spatial scale and data points search strategy allowed obtaining more accurate density estimates independently of the interpolation method.     

New Eulerian-Lagrangian Method for Salinity Calculation

A difference scheme in curvilinear coordinates is put forward for calculation of salinity in estuaries and coastal waters, which is based on Eulerian-Lagrangian method. It combines first-order and second-order Lagrangian interpolation to reduce numerical dispersion and oscillation. And the length of the curvilinear grid is also considered in the interpolation. Then the scheme is used in estuary, coast and ocean model, and several numerical experiments for the Yangtze Estuary and the Hangzhou Bay are conducted to test it. These experiments show that it is suitable for simulations of salinity in estuaries and coastal waters with the models using curvilinear coordinates.     

黄海渔业资源密度空间插值方法的比较研究

空间插值是渔业生态学研究,特别是海洋生态系统模型构建中的常用工具。为找到适合黄海渔业资源密度的插值方法,本文对四种常用的空间插值方法进行了比较研究。四种插值方法分别为反距离加权（Inverse distance weighted,IDW）、全局多项式（global polynomial interpolation,GPI）、局部多项式（local polynomial interpolation,LPI）和普通克里格（ordinary kriging,OK）。采用交叉验证分析（cross-validation diagnostic）确定不同插值方法的准确度。同时,结合渔业资源密度空间分布的可视化表达,比较不同插值方法结果的优劣。结果表明,原始的生物学数据具有典型的非正态分布特征,对数转化方法能让其显著地接近或符合正态分布。四个调查阶段中,指数模型在2014年8月和10月为最佳半方差函数,2015年1月和5月数据具有明显的纯块金效应。配对样本T检验表明,预测数据和实测数据之间没有显著差异（P>0.05）。交叉验证结果表明,OK在2014年10月插值效果最好,IDW在剩余的三个航次表现最佳,GPI和LPI表现效果不佳。OK在空间分布的可视化表达方面效果最好,既不像IDW一样有较多的“牛眼”效应,也不像GPI和LPI一样具有过多的平滑效果。然而,纯块金效应的存在有时会影响OK的应用。综上所述,我们推荐操作简单且处理快速的IDW作为黄海渔业资源密度常规的插值方法。     

Representation of topography by porous barriers and objective interpolation of topographic data

We present a porous medium approach to representing topography, and a new algorithm for the objective interpolation of topography, for use in ocean circulation models of fixed resolution. The representation and algorithm makes use of two concepts; impermeable thin walls and porous barriers. Impermeable thin walls allow the representation of knife-edge sub-grid-scale barriers that block lateral flow between model grid cells. Porous barriers permit the sub-grid scale geometry to modulate lateral transport as a function of elevation. We find that the porous representation and the resulting interpolated topography retains key features, such as overflow sill depths, without compromising other dynamically relevant aspects, such as mean ocean depth for a cell. The accurate representation of the ocean depth is illustrated in a simple model of a tsunami that has a cross-basin travel time very much less dependent on horizontal resolution than when using conventional topographic interpolation and representation.     

Comparing different spatial interpolation methods to predict the distribution of fishes: A case study of Coilia nasus in the Changjiang River Estuary

Spatial-temporal distribution of marine fishes is strongly influenced by environmental factors. To obtain a more continuous distribution of these variables usually measured by stationary sampling designs, spatial interpolation methods(SIMs) is usually used. However, different SIMs may obtain varied estimation values with significant differences, thus affecting the prediction of fish spatial distribution. In this study, different SIMs were used to obtain continuous environmental variables(water depth, water temperature, salinity, dissolved oxygen(DO), p H,chlorophyll a and chemical oxygen demand(COD)) in the Changjiang River Estuary(CRE), including inverse distance weighted(IDW) interpolation, ordinary Kriging(OK)(semivariogram model: exponential(OKE),Gaussian(OKG) and spherical(OKS)) and radial basis function(RBF)(regularized spline function(RS) and tension spline function(TS)). The accuracy and effect of SIMs were cross-validated, and two-stage generalized additive model(GAM) was used to predict the distribution of Coilia nasus from 2012 to 2014 in CRE. DO and COD were removed before model prediction due to their autocorrelation coefficient based on variance inflation factors analysis. Results showed that the estimated values of environmental variables obtained by the different SIMs differed(i.e., mean values, range etc.). Cross-validation revealed that the most suitable SIMs of water depth and chlorophyll a was IDW, water temperature and salinity was RS, and p H was OKG. Further, different interpolation results affected the predicted spatial distribution of Coilia nasus in the CRE. The mean values of the predicted abundance were similar, but the differences between and among the maximum value were large. Studies showed that different SIMs can affect estimated values of the environmental variables in the CRE(especially salinity).These variations further suggest that the most applicable SIMs to each variable will also differ. Thus, it is necessary to take these potential impacts into consideration when studying the relationship between the spatial distribution of fishes and environmental changes in the CRE.     

海洋资料整理中一种单调分段插值方法的应用

以三次Hermite插值函数和另二类初等形式的函数为基础所构造的一种混合型分段插值函数进行海洋资料整理中的插值和绘线处理，结果更加合理。特别对具有累加或统计性质的数据，不但给出光滑的插值函数及其图形，而且还能给出大部分光滑的导函数图形。本文同时介绍了上述方法在不同专业领域中的一些应用实例。