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。     

基于栅格叠合的沉积物底质图生成方法

文章提出了一种基于GIS空间插值和栅格图叠合技术,分析生成沉积物底质图的方法,并以曹妃甸海区为例,以170个海底表层沉积物样的粒度分析结果为依据,应用本文设计的方法生成这一海区的底质分布图,并用预留的20个采样点进行了精度分析和检验,在此基础上比较了不同的空间插值方法对生成的底质图结果的影响.结果显示出这一方法成图速度快、自动化程度高,但也存在对原始数据精度要求高、插值方法带来误差等问题.在借鉴传统底质图生成方法的基础上,运用三维TIN模型对成图结果进行改进,最终形成一种结合地貌要素的栅格叠合的沉积物底质图生成方法.     

溶洞探测及三维地质模型构建方法

对溶洞地质进行精确探测和三维地质模型构建具有重大意义。总结了溶洞发育区内不同类型复杂地质结构探测技术、建模思路和方法、数据插值拟合方法,并提出相关思考和建议。结论如下：(1)溶洞发育区内地质结构体大致分为大型溶洞、小型溶洞、溶蚀孔洞、多尺度裂缝4种类型,分别采用确定性和随机模拟方法建模,最终融合构建成复杂三维地质模型;(2)溶洞探测和建模应注重多源数据整合和多方法集成,以实现地质数据资料的相互弥补和建模方法的相互融合;(3)溶洞建模工作应结合相关工程背景,以专业知识为基础,以应用目的为导向,调整建模思路,建立能反映历史演化过程和未来演化趋势的溶洞模型。     

人口统计数据空间化的一种方法

人口空间分布信息在环境健康风险诊断、自然灾害损失评估和现场抽样调查比较等地理学和相关学科研究中占有重要的地位。目前随着对地观测技术和地理信息科学的飞速发展, 如何精确地进行人口数据空间化成为了研究的难点和热点。针对采用传统方法解决人口空间化问题所遇到的困难和不足, 设计了遗传规划(genetic programming, GP)、遗传算法(genetic algorithms, GA) 和GIS 相结合的方法, 以GIS 确定量化影响因子权重, 以GP 建立模型结构, 以GA 优化模型参数, 成功建立研究区-山西省和顺县的人口数据格网分布表面。实验证明与传统建模方法(如逐步回归分析模型和重力模型)相比, 所提方法建模过程更为智能化与自动化, 模型结构更为灵活多样, 而且数据拟合精度更高。     

散乱数据插值的HASM方法

本文运用高精度曲面建模(HASM)方法,研究了空间散乱数据插值算法,并以陕西咸阳彬县大佛寺煤矿区的实测数据为案例,使用交叉统计检验方法比较分析HASM方法与地理信息系统(GIS)领域中常用传统插值方法的空间插值结果。结果表明,HASM方法具有较高的精度。本文还分析了传统常用插值方法的一些统计结果,得出一些结论,这些结论对于使用常用传统GIS空间插值方法的研究者有很好的参考作用。     

云顶以下臭氧对TOMS反演臭氧总量的影响及反演方法的理论研究

目前紫外后向散射反演臭氧总量的所有算法,都将云考虑成不透明的Lambertian反射体,并假定云顶有效反照率不随波长的变化而变化.然而本文通过模拟计算发现,由于云散射、瑞利散射、臭氧吸收三种作用的综合结果,云顶的有效反照率是与波长相关的,即使光学厚度比较大的云,辐射也可由云顶继续向下传输,因而会受到云顶以下臭氧吸收的影响.用V7方法进行反演,模拟计算结果表明：云的出现使得云顶以下,特别是云内光程增强,导致紫外波段的臭氧吸收衰减增大,所以反演出的臭氧总量值比真实值偏大,本文称这种现象为“云吸收效应”,并讨论了该效应的影响因子.最后,在辐射传输模拟的基础上建立一套反演算法,大大减弱了“云吸收效应”的影响.     

位场曲化平的插值-迭代法

将起伏曲面B上的位场向下延拓至曲面最低点的平面A的插值-迭代法步骤是：1）将曲面B上的场值放置在水平面A上具有相同水平坐标的点上,作为A上的初值;2）用若干水平面切割B,从A的初值,用快速傅里叶变换法(FFT)向上延拓出这些平面的场值,用插值的方法从这些平面的场值计算曲面B的场值;3）根据B上的实测值与计算值的差值,对A上的值进行加权改正;4）重复步骤2）和3）,直到B上的差值小到可以忽略.这种插值-迭代法具有高的计算速度,比通常的FFT法延拓得更深,可以超过10倍点距.文中给出计算实例.     

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。     

一种研究城市化发展的新方法

以南京市1988年TM影像为信息源,组合影像4、5波段得到建筑用地指数(NDBI),采用决策树分类方法对NDBI进行修正,分类提取建筑用地;对照TM影像修改误分的地块后转化为栅格数据,生成50×50个像元大小的格网,统计每个格网单元内的建筑用地率,将该值赋给各个格网单元的几何中心点;采用距离倒数方法由点数据插值得出整个影像范围内的建筑用地区域分异情况,进而反映出不同建筑用地率的辐射影响范围。该方法可定量提取不同建筑用地率的辐射边界,有助于根据单张影像数据分析城市的扩张趋势,可在一定程度上预测城市的发展;对于需要跨江发展的城市(如南京),该方法可以辅助桥梁等过江通道的选址。     

潮流界以下河段航道整治水位确定方法研究——以长江江阴以下河段为例

在总结分析现有整治水位确定方法的基础上,根据潮流界以下河段的水沙运动特性,本文提出一种基于输沙能力的航道整治水位确定方法。考虑上游来水、下游潮汐为独立事件,统计潮流界以下河段上游来水、下游潮汐不同等级组合出现的频率,采用数学模型计算相应组合下河段沿程的潮位、流速过程,以流速四次方代表水流的输沙能力,统计不同潮位等级对应的综合净输沙能力,确定最大综合净输沙能力对应的水位为(最优)航道整治水位。以长江下游白茆沙水道和福姜沙水道为例,计算了所在河段的航道整治水位,并探讨了起动流速对整治水位计算的影响和最高整治水位概念对工程的意义。