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1.
基于地统计学方法的降水空间插值研究 总被引：5，自引：1，他引：4
为了实现离散降水数据到连续降水数据的插值,以内蒙古自治区多年(1950～2000年)平均降水量为例,讨论了不同空间插值方法的优劣,发现基于地统计方法的Kriging插值具有最佳的插值效果.进一步对比Ordinary Kriging和CoKriging插值方法的4种不同的半变异函数模型,结果表明利用指数半变异函数的CiKriging插值方法具有最小的预测误差.地统计方法对于预测降水具有重要的价值,而不同的地区具有各自适合的模型,理解该方法的数学原理和操作过程,对相关研究具有借鉴意义. 相似文献
2.
为研究中国大气降水δ18O的空间分布,利用81个大气降水和冰芯站点δ18O资料和BW回归模型,拟合出大气降水δ18O与纬度和海拔的定量关系:δ18O=-0.024LAT2+1.541LAT-0.002 ALT-29.678.同时,为了优化BW回归模型的拟合结果,对BW回归模型的残差做了内插并比较了不同插值方法的精度.结果表明:以降水量为辅助变量的协同克里格法对残差的预测效果最好,与广泛采用的反距离加权法相比,该方法预测的BW残差与实际残差间的RMSE减小了0.14‰,ME也更接近于0.最后,利用最优的插值方法生成了BW回归模型的残差分布图,并将其与BW的模拟结果叠加得到了中国降水δ18O的空间分布图.其结果总体上反映了中国大气降水中δ18O的分布状况,为降水δ18O的现代过程研究以及古气候和古水文的研究提供了资料参考. 相似文献
3.
基于克里金插值估算区域降水量的抽样方法对比分析——以甘肃省为例 总被引：2，自引：1，他引：1
降水数据的空间插值精度由降水的空间变异特征、插值方法和降水观测站分布决定的, 其中, 降水观测站及插值方法的选择尤为重要. 利用空间随机抽样、空间分层抽样和空间三明治抽样等空间抽样方案, 以甘肃省境内的气象站点为研究对象进行抽样分析, 在抽样结果的基础上进行区域降水量克里金插值, 并对比了插值结果精确度. 结果表明: 在较为丰富的先验知识的前提下, 空间三明治抽样所得的区域降水量插值结果的误差项ME(1.97)、MSE(0.0066)和RMSSE(1.0184)都是最优的, 空间分层抽样次之, 空间随机抽样最差. 与另外两种抽样方案相比, 空间三明治抽样是一种使区域误差最小, 适用范围更广, 精确度更高的抽样方法. 相似文献
4.
东北三省月降水量的时空克里金插值研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为了实现对时空场任意点进行时空插值,以东北三省1999~2008年的月降水数据为研究对象,选用了一类比较实用的积和式时空变异函数模型进行时空克里金插值。每个站点的降水量都是时间序列,插值之前对各站点的降水进行了时序分解和去季节项处理。在分别得到纯空间和纯时间的变异函数基础上建立时空变异函数。将二维的普通克里金插值扩展为三维,并对1999年10月各站点进行降水量估计,同时与单纯空间克里金插值效果进行比较。结果表明时空插值效果理想,因为同时考虑了空间、时间的相关性,插值精度较空间克里金更高。 相似文献
5.
利用不同插值方法对青藏高原降水稳定同位素空间分布分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用稳定同位素大气环流模型模拟结果, 借鉴数据同化的思想, 运用Cressman插值法和最优插值法两种空间插值方法对青藏高原多年平均降水δ18O模拟结果进行客观订正, 并运用交叉验证方法检验空间插值的效果. 结果表明: 最优插值法订正的结果稍优于Cressman插值法; 对比订正结果与运用经验回归模型BW模拟结果表明, 最优插值所建立的降水稳定同位素的空间分布结果要优于BW模型模拟结果, 而Cressman插值方法订正的降水稳定同位素的空间分布结果与BW模型模拟的结果相当. 两种空间插值所得结果经过高程订正后, 对青藏高原南部的预测结果得到了明显改善. 相似文献
6.
基于PER-Kriging插值方法的降水空间展布 总被引：1，自引：0，他引：1
将PRISM插值对高程因素的计算方法引入普通Kriging插值中,提出了综合考虑观测点与插值点的位置、距离和高程关系的PER-Kriging插值方法。通过引入计算参考平面并进行数学变换,使该方法具有较好的可操作性。在对高程～降水量采用线性拟合的基础上,加入非线性拟合,进一步提高PER-Kriging插值的表达能力。在澜沧江流域分别采用PER-Kriging和普通Kriging方法进行降水插值对比,结果表明:前者能有效地消除观测点与周围区域地形差异太大造成的插值异常,并且能较好地消除插值运算的平滑效应,平均误差比后者减少了20 mm以上;不同曲线拟合插值的相对误差均小于12%。 相似文献
7.
降水是地表淡水资源的主要来源,降水分布强烈的时空异质性给陆地水循环研究带来了较大不确定性,因此降水的空间异质性及其影响因子研究一直是水循环研究的重点。选取观测资料丰富的华东地区,采用351个气象台站降水观测数据,通过一般线性回归模型、地理加权回归模型和多尺度地理加权回归模型的拟合结果,研究了典型地形因子对降水空间分布的影响及其影响尺度。结果表明,传统的一般线性回归模型不能表征降水分布的空间异质性,而地理加权回归模型和多尺度地理加权回归模型均较好地拟合出了降水在空间上的非均匀分布（R2>0.7）。此外,多尺度地理加权回归模型的带宽数还反映了各地形因子对降水空间分布的影响尺度。一般说来,带宽数较小的局地影响因子对降水的空间异质性影响较强。对于年降水量,地形高程和地形起伏度是影响降水空间异质性的主要地形因子,而地形坡度和主风向系数对降水的影响不显著。在不同季节,各地形因子对降水空间分布的影响程度不同。地形高程对夏季降水影响较大;离海岸线距离对春、秋季南部山区降水影响较大;地形起伏度对冬季降水有重要影响。厘清我国不同季节降水与地形因子间的关系,有助于理解各季节复杂地形因子对降水的贡献,为... 相似文献
8.
P-III型分布已被众多学者广泛应用于降水量的拟合,且效果良好,而降雨Z指数恰好假设某一时段的降水量服从这一分布,并且计算简便,结果比较符合实际,是反应旱涝分布及程度的一种常见的方法。在实际应用中,由于各区域降水的特征,导致结果不符合实际情况,需对其进行修正。从此角度出发,从我国七个区(华北、华中、华东、华南、东北、西北和西南地区)选取各区代表站的年降水量资料,分析了代表性站点降水频率特性,并对Z指数等级界限值进行修正。结果表明:由于各区域降水特性的差异,Z指数界限值有所不同,尤其华东、华南两区与其他区域差异较明显,由此推测我国降水在空间上存在差异。 相似文献
9.
黑河流域气候平均降水的精细化分布及总量计算 总被引：2，自引：1，他引：1
利用黑河流域气象观测站降水资料和DEM资料,分析了气候平均年和月降水量与地理地形参数的关系.结果显示,黑河流域气候平均降水量与测站的海拔、纬度、坡度显著相关,据此建立了降水量与地理地形参数的关系模型;拟合分析表明,年降水量拟合值与实测值的相关系数达0.94,二者在大部分地区分布特征基本一致,拟合值稍大;逐月降水量拟合相对误差在上游和中游都很小.基于降水量与地理地形参数的关系模型,利用高分辨率DEM资料,扩展得到了黑河流域上中游100m×100m精细化分布的气候平均年降水量和各月降水量.结果表明,精细化分布的降水量场能够表现出更多与地形和地势有关的细节,这是只利用气象测站资料的分析结果所不能反映的.在黑河流域气候平均降水量空间精细化分布基础上,按照黑河流域上中游面积5.08×104 km2计算,其气候平均年降水总量约为150.6×108 m3,降水主要集中在5-9月. 相似文献
10.
降水空间化信息在很多领域都具有重要意义,而进行空间插值方法形成降水空间化信息是当代较为常用的方式。面对众多的插值方法其插值精度成为我们是否采用的关键,就kirging插值法与IDW(Inverse Distance Weighting)插值进行研究以探讨其插值效果,为此类科学研究提供依据。研究以漓江流域内各气象站点降水统计资料为基础分别采用上述两种方法进行插值处理,通过与预留实测站点比较评判方法的插值效果的优劣。结果表明,多年月平均降水量作为时间步长时,降水丰沛的月份使用kriging插值法较优于IDW插值法,而枯水月份则使用IDW插值法较优于kriging插值法。 相似文献
11.
以浅剖数据为源数据,钻孔实测数据为验证数据,利用普通克里金法对海底地层厚度进行空间插值得到地层分布特征,采用3种半变异函数模型和不同取样间距对某井场3组地层厚度进行普通克里金插值并验证其插值效果。结果表明:普通克里金是一种有效的海底地层厚度预测方法;结构分析最佳的模型不一定是误差最小的模型,应对不同模型下的插值结果进行综合分析来选择最合适的模型,并提出球状模型在该井场厚度估计中最优,高斯模型次之;对于球状模型,增大取样间距对地层厚度变化剧烈的地层回归效果影响较小,对地层厚度变化不大的地层回归效果影响较大;同时,SE预测值变化率分析表明对于地层厚度变化剧烈的地层,减小取样间距可以大幅度地减少插值误差,而对于地层厚度变化不大的地层,减小取样间距对插值精度提高的意义不大。 相似文献
12.
【研究目的】变化环境下地下水时空规律的研究有助于水资源精细化管理和区域水资源安全保障。【研究方法】本文基于淮北平原区典型气象站1953—2019年月降雨数据,采用小波分析及M-K检验法,研究多年尺度降雨周期性变化及趋势规律;结合395个国家级监测井及地下水统测数据,采用主成分分析法进行监测井优化评价。【研究结果】淮北平原多年降雨量呈现多时空尺度变化特征,南部地区主周期较北部地区偏小,但周期尺度较多,变化更为复杂;西北部的浅层地下水位持续下降,其余区域水位处于有升有降的波动状态;南部区域浅层地下水水位在1970年、2003年及2019年3个时段呈现出先降低再恢复,北部部分区域地下水水位则呈现先升高再降低的特征,研究区水位总体存在下降趋势,但2000年以来水位总体有所回升;经主成分分析优化后的277个监测井（221个水利井和56个自然资源井）能代表395个原国家监测井的总体水位变化情况。【结论】国家地下水监测工程长序列监测数据能够很好地服务于流域尺度水资源评价及管理,但省市级尺度或重点区域还需要进行优化和加密,地下水位统测可有效填补,该工作应在重要河湖两侧、淮河北岸一带、东北部山前平原等高水力梯度区域进行加密。 相似文献
13.
Spatial variability of soil organic matter and nutrients in paddy fields at various scales in southeast China 总被引：2，自引：0，他引：2
Xingmei Liu Keli Zhao Jianming Xu Minghua Zhang Bing Si Fan Wang 《Environmental Geology》2008,53(5):1139-1147
The present study examines the spatial dependency of soil organic matter and nutrients in paddy fields at three different
scales using geostatistics and geographic information system techniques (GIS). The spatial variability of soil organic matter
(SOM), total nitrogen (TN) and available phosphorus (AP) has been characterized using a total of 460, 131 and 64 samples that
were, respectively, collected from the Hangzhou–Jiaxing–Huzhou (HJH) Plain (10 km), Pinghu county (1,000 m) and a test plot
area (100 m) within the Pinghu county, Zhejiang province of the southeast China. Semivariograms showed that the SOM and TN
had moderate spatial dependency on the large scale of HJH plain and moderate scale of Pinghu county with long spatial correlation
distances. At the moderate scale of Pinghu county and the small scale of a test plot area, the AP data did not show any spatial
correlation, but had moderate spatial dependency in HJH plain. Spherical and exponential variogram models were best fitted
to all these soil properties. Maps of SOM and TN were generated through interpolation of measured values by ordinary kriging,
and AP by lognormal kriging. This study suggests that precision management of SOM and TN is feasible at all scales, and precision
management of AP is feasible at large scales. 相似文献
14.
为对比不同插值方法在宁夏回族自治区的适用性,基于宁夏及其周边地区77个气象台站1956—2016年平均降水量数据,运用泰森多边形法、距离平均反比法、克里金插值法对降雨量数据进行空间插值和交叉验证,从插值方法的稳健性和准确度出发进行对比分析,得出适用于宁夏回族自治区的插值方法。研究表明：（1）从准确度来看,克里金插值法与观测值走向、位置较为相似;从稳健性来看,克里金插值法MAE平均值为4.43 mm、RMSE平均值为10.36 mm,显著小于泰森多边形法和距离平均反比法。（2）整体来看,克里金插值法更为理想,可以用于宁夏回族自治区降水量空间插值分析。 相似文献
15.
Crucial to most landslide early warning system (EWS) is the precise prediction of rainfall in space and time. Researchers are aware of the importance of the spatial variability of rainfall in landslide studies. Commonly, however, it is neglected by implementing simplified approaches (e.g. representative rain gauges for an entire area). With spatially differentiated rainfall information, real-time comparison with rainfall thresholds or the implementation in process-based approaches might form the basis for improved landslide warnings. This study suggests an automated workflow from the hourly, web-based collection of rain gauge data to the generation of spatially differentiated rainfall predictions based on deterministic and geostatistical methods. With kriging usually being a labour-intensive, manual task, a simplified variogram modelling routine was applied for the automated processing of up-to-date point information data. Validation showed quite satisfactory results, yet it also revealed the drawbacks that are associated with univariate geostatistical interpolation techniques which solely rely on rain gauges (e.g. smoothing of data, difficulties in resolving small-scale, highly intermittent rainfall). In the perspective, the potential use of citizen scientific data is highlighted for the improvement of studies on landslide EWS. 相似文献
16.
我国西南山区降雨侵蚀力时空变化趋势研究 总被引：14，自引：0，他引：14
降雨是我国西南山区土壤侵蚀的主要动力因素,降雨侵蚀力反映了降雨对土壤侵蚀的潜在能力,研究降雨侵蚀力的时空变化趋势对我国西南山区土壤侵蚀的监测、评估、预报和治理具有重要意义。利用1960—2009年129个气象站逐日降雨量资料,计算出西南山区各气象站逐年降雨侵蚀力。采用趋势系数、气候倾向率和克吕格插值等方法对西南山区降雨侵蚀力50年来的时空变化趋势进行了探讨。结果表明:西南山区降雨侵蚀力空间分布特征与年降水量的空间分布特征一致;西南山区西北部的青藏高原区域降雨侵蚀力年际变化明显,变差系数Cv一般高于0.40;西南山区大部地区降雨侵蚀力呈上升趋势,说明由降雨侵蚀力引起的土壤侵蚀风险在增加,但在成都平原附近降雨侵蚀力在明显下降;降雨侵蚀力变化趋势系数随海拔高度升高而不断增加,在海拔2 500 m以上地区尤为明显,西南山区西北部的高海拔地区海拔高度对降雨侵蚀力增加具有放大效应。 相似文献
17.
淮北平原降雨入渗补给系数随地下水埋深变化特征 总被引：1，自引：0，他引：1
水文地质参数对地下水资源评价起着至关重要的作用。其中,降雨入渗补给系数是影响浅层地下水水量、水质的重要参数。它对研究区域水量转化和水量平衡也十分重要。但是由于受降雨量、土壤类型、植被、地下水埋深等诸多因素的影响,准确判断降雨入渗补给系数存在很大困难。如果没有考虑这些因素的影响,尤其是降雨量和地下水埋深的影响,所推求的降雨入渗补给系数就会存在较大误差。结合安徽省淮北平原区五道沟水文实验站观测的降雨量、地下水补给量、地下水水位资料,利用两种不同的方法推求了不同降雨量等级的次降雨入渗补给系数。根据统计学理论研究了不同降雨量条件下,次降雨入渗补给系数随地下水埋深变化的分布规律,建立了次降雨入渗补给系数与地下水埋深的回归模型,并进行了相应的检验。研究表明,在控制地下水埋深的条件下,次降雨入渗补给系数随地下水埋深的变化符合指数分布;在地下水位自由变动的条件下符合伽玛分布。 相似文献
18.
利用DRASTIC指标体系评价安徽省淮北平原浅层地下水脆弱性 总被引：3，自引：0，他引：3
依据美国DRASTIC指标体系的基本框架,充分吸收欧洲及国内有关地区的研究成果,结合安徽省淮北平原的实际情况,以MAPGIS和ACCESS为平台,评价了浅层地下水的脆弱性。在评价指标选择、指标等级评分和指数分级等方面进行了探索,使之更符合淮北平原的实际情况,更具操作性,为今后开展全省地下水脆弱性评价积累了经验。 相似文献
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Majid Javari 《Arabian Journal of Geosciences》2017,10(4):78
The main objective of this paper is to analyze the spatial variability of rainfall trends using the spatial variability methods of rainfall trend patterns in Iran. The study represents a method on the effectiveness of spatial variability for predicting rainfall trend patterns variations. In rainfall trend analysis and spatial variability methods, seven techniques were used: Mann–Kendall test, Sen’s slope method, geostatistical tools as a global polynomial interpolation and the spatial autocorrelation (Global Moran’s I), high/low clustering (Getis-Ord General G), precipitation concentration index, generate spatial weights matrix tool, and activation functions of semiliner, sigmoid, bipolar sigmoid, and hyperbolic tangent in the artificial neural network technique .For the spatial variability of monthly rainfall trends, trend tests were used in 140 stations of spatial variability of rainfall trends in the 1975–2014 period. We analyzed the long and short scale spatial variability of rainfall series in Iran. Spatial variability distribution of rainfall series was depicted using geostatistical methods (ordinary kriging). Relative nugget effect (RNE) predicted from variograms which showed weak, moderate, and strong spatial variability for seasonal and annual rainfall series. Moreover, the rainfall trends at each station were examined using the trend tests at a significance level of 0.05. The results show that temporal and spatial trend patterns are different in Iran and the monthly rainfall had a downward (decreasing) trend in most stations, and the trend was statistically significant for most of the series (73.5% of the stations demonstrated a decreasing trend with 0.5 significance level). Rainfall downward trends are generally temporal-spatial patterns in Iran. The monthly variations of rainfall decreased significantly throughout eastern and central Iran, but they increased in the west and north of Iran during the studied interval. The variability patterns of monthly rainfall were statistically significant and spatially random. Activation functions in the artificial neural network models, in annual time scale, had spatially dispersed distribution with other clustering patterns. The results of this study confirm that variability of rainfall revealing diverse patterns over Iran should be controlled mainly by trend patterns in the west and north parts and by random and dispersed patterns in the central, southern, and eastern parts. 相似文献
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Spatio-temporal variations in precipitation are affecting agricultural production in China in the context of climate change. Based on daily precipitation data from 63 national meteorological stations on the Huang-Huai-Hai Plain from 1963 to 2012, this paper analysed the spatio-temporal variations in precipitation in terms of precipitation days and intensity, using spatial interpolation, linear trend estimation and wavelet analysis. The results indicated that: (i) from 1963 to 2012, the number of annual precipitation days and intensity decreased gradually from the southeast to the northwest. Additionally, the distribution of the extreme precipitation index was similar to that of the annual precipitation index; (ii) the number of annual precipitation days and heavy precipitation days gradually decreased, while precipitation intensity and extreme precipitation days and extreme rainfall intensity remained relatively stable or decreased. The spatial patterns of annual variation trends were considerably different. The annual precipitation days and intensity trends are consistent with the overall trend, while that of the extreme rainfall index in some regions differs from the overall trend; (iii) the precipitation index displayed different periodic oscillations during the period, and the precipitation index values differed at different time scales. However, all the precipitation index values exhibited a 28-yr oscillation. 相似文献