空间数据插值的自动化方法研究

克里金插值是空间数据插值的常用方法,其关键在于变异函数的正确拟合。目前一些空间统计分析工具及开发包对变异函数的拟合主要以一定的人工经验为先导,通过直观的方法来确定变异函数的一些参数并反复调整,这种人工干预的操作步骤不仅妨碍了克里金插值的自动化,参数设置和模型选择也没有科学理论依据,因此预测的结果往往不精确。针对这一问题,围绕着自动化目标,基于R语言中的变异函数的自动拟合函数实现了自动克里金插值,并对自动拟合模型进行了自动交叉验证。实验结果表明该空间数据插值自动化方法可行。     

普通Kriging插值算法研究

地统计学是进行空间变异分析的有力工具.文章说明了地统计学的基本原理及其实现算法,并应用该算法对研究区域的草句白浆土有效磷的空间变异特征进行了分析,通过计算得出的地统计学参数说明了土壤有效磷具有中等空间相关性,并生成了该养分的空间分布图.     

GIS中直线元内插点精度及对误差带的影响

基于误差传播定律，考虑参数r误差影响，推导了线元内插点的精度计算公式，讨论内插点精度对线元误差带的影响，并对影响的结果进行了分析，得到了一些有益的结论。     

多重加密格网内插法坐标转换

我国CGCS2000坐标系启用后,各地均面临着大批量、多类型、多坐标系成果数据坐标转换的需求,而国家大地坐标系、地心坐标系及独立坐标系之间的转换参数属于绝密级别,保密要求高,因此给实际应用带来了困难。顾及与参数法坐标转换成果的一致性及数据的安全要求,本文提出了多重加密格网内插坐标转换方法,研制了适用于多种数据格式的二/三维格网坐标转换软件,并将该算法应用于CORS服务,通过实例验证了该方法的可靠性与实用性。     

基于ICESat/GLAS高度计数据的SRTM数据精度评估——以青藏高原地区为例

为全面了解航天飞机雷达测图计划(shuttle Radar topography mission,SRTM)高程数据的精度及误差特征,利用精度更高的ICESat/GLAS激光高度计数据(简称ICESat高度计数据)为参照数据,以具有多种地貌类型的中国青藏高原地区为实验区,采用双线性插值算法分析了SRTM在中国青藏高原地区的高程精度,以及SRTM高程数据与地形因子(坡度和坡向)间的关系。实验结果表明:在青藏高原地区,ICESat高度计数据与相对应的SRTM高程数据高度相关,相关系数高达0.999 8;SRTM的系统误差为2.36±16.48 m,中误差(RMSE)为16.65 m;当坡度低于25°时,SRTM高程数据精度随坡度增大而显著降低。此外,相对于ICESat高度计数据,SRTM在青藏高原地区N,NW和NE方向的测量值偏高,在S,SE和SW方向的测量值偏低。     

利用水准数据的天津市地面沉降时空特征分析

地面不均匀沉降可能对城市的发展与人民的安全造成危害,天津市的地面沉降情况尤为严重。针对该问题,本文收集天津市2005—2012年、2016—2017年水准观测数据,以固定水准点位的沉降量、沉降速率、沉降加速率为状态向量,构建卡尔曼滤波模型,对天津市历年的水准观测数据进行滤波;根据滤波后的结果,本文利用多项式加权内插的方法,以距离、沉降速率、沉降加速率信息确定权值大小,对地面沉降情况进行内插;并以中误差作为精度评定参数,比较多种内插方法的精度。通过对内插结果的试验分析发现,2005—2017年天津市地面累计平均沉降量为394.477 5 mm,最大沉降量为1 143.5 mm;主要沉降区域为北辰、大港、塘沽等地区,且随着时间的增长,这些区域呈现漏斗式下沉。试验证明本文结合卡尔曼滤波与多项式加权内插的方式能够较好地反映地面沉降的时空特征分布情况并对未来一段时间的沉降情况进行预测,对天津市的城市发展及建设有一定的参考意义。     

椭球面上绘制大地线的算法

针对传统二维线划图无法表达大区域地理要素的问题,该文提出了一种在椭球面上绘制大地线的算法。以等间距内插空间直线逼近空间曲线这一思想作为基础,通过Bessel大地主题正、反算及克莱劳方程,实现大地线内插与绘制的综合分析与解算。实验结果表明,该方法较好地解决了在参考椭球面上难以精确绘制大地线的问题,对传统地图向三维椭球面线划图的转换与应用具有一定的参考价值。     

拟合推估新用——新逼近模式

作为拟合推估的新用之一，提出一种带有随机量的新逼近模式，将拟合推估的通行算法，去短取长，藉以推得良好的插值。     

地统计学分析技术及其在气象中的适用性

首先论述了地统计学的一些特点，然后从变异函数和Kriging插值两个方面介绍了地统计学的分析技术，最后讨论了地统计学在气象研究中的适用性。     

基于全局弱式无单元法直流电阻率正演模拟

全局弱式无单元法是在有限单元法基础上发展起来的一种数值模拟方法,它采用局部支持域内的节点信息来构造形函数实现局部精确逼近,摆脱了单元,仅依赖于节点信息,具有预处理简单、模拟精度高、灵活性强的特点,适用于复杂地电条件下直流电阻率正演模拟.本文采用RPIM构造直流电阻率全局弱式无单元法形函数,利用RPIM形函数推导了直流电阻率全局弱式无单元法方程.然后,编制了直流电阻率全局弱式无单元法正演模拟Fortran程序,利用该程序对典型的地电模型进行了正演模拟,并将正演结果与基于线性插值的FEM正演结果及解析解进行对比,结果表明采用RPIM形函数的全局弱式无单元法用于直流电阻率正演模拟的正确性及有效性,且在同等条件下,全局弱式无单元法模拟精度高于矩形剖分的FEM,更有利于指导电法勘探的数据解译;利用该程序对复杂地电模型进行了正演模拟,结果表明全局弱式无单元法对复杂地电模型模拟效果良好,适应性强,灵活性高,可任意加密节点提高模拟精度.