Volume-preserving interpolation of a smooth surface from polygon-related data

 The interpolation of continuous surfaces from discrete points is supported by most GIS software packages. Some packages provide additional options for the interpolation from 3D line objects, for example surface-specific lines, or contour lines digitized from topographic maps. Demographic, social and economic data can also be used to construct and display smooth surfaces. The variables are usually published as sums for polygonal units, such as the number of inhabitants in communities or counties. In the case of point and line objects the geometric properties have to be maintained in the interpolated surface. For polygon-based data the geometric properties of the polygon boundary and the volume should be preserved, avoiding redistribution of parts of the volume to neighboring units during interpolation. The pycnophylactic interpolation method computes a continuous surface from polygon-based data and simultaneously enforces volume preservation in the polygons. The original procedure using a regular grid is extended to surface representations based on an irregular triangular network (TIN). Received: 5 October 2000 / Accepted: 20 December 2000     

Geostatistics applied to best-fit interpolation of orientation data

Automatic methods used in geosciences to interpolate between orientation data have often limited applicability and strength, in particular where large ranges of orientations occur. In this paper, we show that geostatistical methods yield rather strong and powerful results when applied to directional data. The procedure involves the calculation of variograms, followed by a kriging interpolation of the data. In order to free from the circular property of directional data, the treatment of initial angular data sets is performed using scalar values provided by the direction cosines of double-angle values. The strength and application of the method are demonstrated by the analysis of theoretical and natural data sets. Natural examples are focused on the calculation and the analysis of cleavage trajectory maps.     

一种大区域地貌矢量数据的DEM快速生成与粗差检测算法

本文论述了一种大区域范围从矢量化地貌数据中快速形成ＤＥＭ以及可视化粗差检测与修正的方法。实践表明，该算法具有实用、直观、快速等特点，可获得稳定而可靠的计算结果。     

区域高程异常内插方法研究

介绍了部分高程异常内插的方法,结合一个具体的实例,在2km×2km的小范围内采用多项式拟合内插的方法进行高程异常的逼近,运用GPS水准获得的数据进行检查,通过分析,应该采用5参数内插的方法,取得了2.8cm的精度;并据此进行高程异常内插分析,运用MATLAB编写程序对几种插值方法进行讨论。     

基于修正πHW变分的板非协调动态有限元法

本文本文讨论了基于修正πＨＷ变分的杂交应变板弯曲非协调动态有限元的分析列式,建立了四节点单元,进行了特征分析。算例表明,该单元是简单、有效的。     

数字高程模型的随机分形算法研究

本文研究了基于随机分形的数字高程模型算法。实践证明，用此方法进行形状逼近内插，所需数据量小，可节省大量内存及计算时间，较容易获得所需要的分辨率。     

复杂山区地形条件下ERA5再分析地表气温降尺度方法

高时空分辨率的气温栅格数据是多种地学模型和气候模型的重要输入。山区地形复杂,气温空间异质性强,如何获取高时空分辨率的山区地表气温数据一直是研究热点与难点。本文选择地形复杂的河北省张家口市作为试验区,基于局部薄盘样条函数对ERA5再分析日均近地表气温（2 m高度）进行空间插值,并利用随机森林算法,结合少量气象站观测气温数据、地形地表参数数据构建日均气温订正模型和气温逐时化模型,实现空间分辨率由0.1°（约11 km）到30 m的逐时气温降尺度,最后将该模型拓展应用于其他时间与区域,检验本文发展的降尺度方法在没有站点观测数据条件下的时空移植性。结果显示,本文降尺度方法得到的高时空分辨率山区气温数据精度较高,1月均方根误差（RMSE）平均值为2.4℃,明显优于气象站点插值结果,且气温相对高低的空间分布更为合理、纹理更加丰富;将该方法应用到其他时间与区域的RMSE平均值分别为2.9℃与2.5℃,均小于再分析资料直接插值所产生的误差。研究结果总体表明,在气象站点较少甚至没有时,可利用本文方法通过ERA5再分析气温准确获取复杂地形条件下的山区高时空分辨率气温数据。     

全球海洋大气柱水汽含量遥感融合数据产品生成

本研究利用国际在轨SSMIS、WindSat、AMSR-E、ASMR2和国产HY-2A微波辐射计多源遥感大气柱水汽含量观测数据,基于最优插值算法,生成了2003-2015年全球海洋每日0.25°高分辨率的大气柱水汽含量多源遥感融合产品,以及2012-2015年未使用HY-2A微波辐射计数据的全球海洋每日0.25°遥感融合产品。利用无线电探空仪水汽含量观测数据,对生成的全球海洋大气柱水汽含量融合产品进行精度检验。结果表明,总体上,13年间均方根误差和标准差小于3 mm,平均偏差小于0.6 mm,平均绝对偏差小于2 mm,相关系数大于0.98;使用HY-2A微波辐射计数据产品会使融合结果的精度出现微小的降低;AMSR2和HY-2A微波辐射计数据的联合使用对于替代AMSR-E数据具有积极意义。     

黄土高原降水量空间插值方法研究

为了研究黄土高原降水量的空间分布特征,利用ARCGIS软件分别采用多种空间内插方法对黄土高原108个气象站点1980-2009年30年间的平均年降水量进行空降插值。经过正交检验以及内插检验得到最优的插值方法为普通克里金法,最终对利用该方法获得的黄土高原降水量内插图进行分析,得出近30年来黄土高原区降水量分布呈现出明显的由东南向西北递减的态势。