福建省降水空间插值方法比较与区域分布特征研究

选取福建省70个气象站点（其中10个为检验站点）1960—1990年的多年平均降水量作为数据源,基于ArcGIS10.1平台,采用了反距离权重加权法（IDW）、克里金法（Kriging）和趋势面法（Trend）三种空间插值方法,对降水的最优插值方法进行探究.结果表明,克里金法取得较好的效果,并对空间插值结果进行分析得出结论：福建省降水存在较大的空间变异性,并深受地形的影响,地区降雨量呈现出由东南沿海向西北内陆逐渐递增的趋势.而在德化、九仙山以及平和地区降水量呈现异常偏大情况,分析原因主要是由于在区域高大山脉的影响下,暖湿气流在地形抬升的过程中形成了大量降水.     

城市热岛效应对西宁地区夏季降水的影响

利用1986—2015年西宁城区、大通和湟中三个站气温和降水资料,通过线性回归、距平分析、MannKendall检验等方法分析了夏季城市热岛效应对西宁地区夏季降水的影响。研究表明,1986—2015年西宁城区的夏季城市热岛强度呈减弱趋势,最高气温对其贡献最大。近30年西宁地区的夏季气温呈显著上升趋势,西宁城区、大通和湟中平均气温的升温率分别达0.7、1.0℃/10 a和0.5℃/10 a,西宁城区夏季气温在1997年出现突变,湟中在1994年出现突变,大通未发生突变。近30年西宁城区的夏季降水量和降水日数分别以4.5 mm/10 a和1.2 d/10 a的趋势增加;大通的夏季降水量在增加,降水日数在减少;湟中的夏季降水量和降水日数均在减少。三个站的夏季降水量突变主要出现在20世纪90年代,西宁城区还在2000年发生突变。城区夏季最高气温热岛强度和最高气温与夏季降水量和降水日数之间有较好的相关性,郊区也是夏季最高气温与降水量的相关性最好。城市热岛效应对降水的影响主要是由于盛行风向和河谷地形的作用。     

熵的地形信息分析在高程匹配中的应用

面向地形轮廓匹配(TERCOM)高程辅助导航,定义了地形独立因子和地形信息熵,详细阐述了地形信息熵的统计特性,提出了不同尺寸地形分块的熵值关系;提供了多项地形参数的数学模型,并运用地形的信噪比、粗糙度、坡度、相关长度以及地形信息熵,对数字高程模型(DEM)地形的导航性能和适配性进行了定性和定量的分析,给出了关系曲线图;通过在模拟地形上统计分析、设定阈值,运用地形信息熵进行了适配区域的选择,并得到了较好的导航性能指标;本文的分析结果可作为建立可导航地形数据库、局部适配区域评估、航线规划的重要依据.     

基于地形因子的喀斯特山地土地利用变化分析——以乌江北源为例

以乌江北源2000年、2010年两期土地利用和DEM数据为基础,运用GIS空间分析软件,探究喀斯特流域土地利用变化的空间规律.结果表明:1)2000—2010年期间,耕地大幅度减少(-2.29%),林地、草地和水域用地却在增加(+1.53%、+0.21%、+0.47%).2)土地利用类型面积变化差异显著,在高程1 200~1 600 m、坡度15°~25°、与河流主干距离10 km区域内变化最为剧烈.3)主要地类转化包括:以耕地转向林地、草地、水域用地为主,多发生在高程1 200~1 600 m、坡度15°~25°的与河流主干距离10 km区域内;林地、草地转向水域用地,多发生在高程1 200 m、坡度8°~15°的与河流主干距离10 km区域内;林地向居住用地转化,多发生在高程1 200~1 600 m、坡度8°~15°与河流主干距离10 km区域内.4)土地利用变化程度与高程、坡度和河流主干距离有高度的相关性,且随着高程、坡度的增加先增加再减小,随着与河流主干距离增加明显急剧较小的趋势.     

甘肃中部近66a气候变化特征与旱涝等级响应

利用甘肃中部靖远站1950—2015年的降水和气温资料,采用线性趋势回归分析、非参数MannKendall突变检验、Z指数等方法对该地66a的气候变化和旱涝趋势进行了分析。结果表明:(1)近66a研究区年平均气温呈显著上升趋势,66a气温上升了1.175℃。线性增温速率0.178℃/10a,略高于全球平均0.13℃/10a的水平,略低于西北干旱区0.22℃/10a的水平。就季节而言,冬季增温最明显,线性增温速率最大,为0.344℃/10a,春、秋季增温次之,夏季增温不明显。各月气温以2月增温最明显,线性增温速率最大,为0.470℃/10a。(2)年降水季节分配不均匀,降水主要集中在夏季。年平均降水量呈不显著递减,线性倾向率-0.462 9mm/a,春、冬季呈不显著递增,夏、秋季呈不显著递减。(3)以1996年气温突变点为界,突变点前旱涝等级是"正常~涝"为主的格局,突变点后旱涝等级转变成了"旱~正常"为主的格局,地区暖干化趋势明显,重旱和大旱所占比例增加,重、大干旱成灾趋势严重。     

窟野河流域土壤侵蚀时空变化分析

本文利用Landsat TM影像提取研究区的植被覆盖信息和土地利用信息,结合ASTER GDEM 30m分辨率的DEM数据提取的坡度信息,采用水利部部颁标准评价窟野河流域的土壤侵蚀风险。研究得出:1窟野河流域整体侵蚀风险不高,侵蚀面积占流域总面积的66.47%。2坡度在8°~15°的地区,侵蚀面积最大,坡度在5°~15°的地区占侵蚀总面积的95.65%;在1 150m~1 300m高程带内,侵蚀面积最大,高程小于850m和大于1 450m的地区侵蚀面积占的比例小。此研究结果可作为研究区的基础性数据,为以后管理部门作决策提供依据。     

基于混合地理加权回归的复杂地形降水量插值

新疆玛纳斯流域地形复杂,气象站点分布较少且水文资料短缺,研究以新疆玛纳斯流域2015年3月月平均降水量为例,采用回归克里格、地理加权回归克里格、混合地理加权回归克里格方法,利用高程、坡度、坡向3种地形因子以及归一化植被指数等4种因素作为反映降水量空间分布特征的影响因子,建立与降水量间的3种回归模型并用实际验证的方法验证了空间插值精度。结果表明:三者模型精度值分别为1.102\,0.743\,0.518,其中混合地理加权回归克里格精度最高,最后采用混合地理加权回归克里格对研究区2015年全年月平均降水量进行插值预测,从而探测降水量的空间分布特征。     

哈尔滨市PM2.5浓度空间分布模拟

基于稀疏监测点的监测数据无法直接获取城市内部空气污染物的高分辨率空间分布.以哈尔滨市为例,研究了基于土地利用回归模型(Land Use Regression,LUG)的大气PM2. 5浓度高分辨率空间分布模拟.采用双变量相关分析识别出与PM2. 5浓度相关性最高的800 m缓冲区耕地、2000 m缓冲区水体、500 m缓冲区污染源、5000m缓冲区人口、3000 m缓冲区居民区与PM2. 5相关性最强5个影响因子.将这5个因子与月平均气温、平均风速、降水量进行多元逐步线性回归,相关系数R2达到0. 9849,F检验统计量为82. 76 (p=0. 01),均方误差为0. 48μg/m3.在研究区建立均匀的格网点(5km×5km),利用得到的土地利用回归模型计算每个格网点的PM2. 5的浓度值,利用空间差值的方法,得到研究区高分辨率的PM2. 5空间浓度模拟图.     

根溪河小流域高程和坡度对水土流失现状的影响

为了探讨福建省长汀水土流失严重的原因,选取地形因子中的高程和坡度,结合“3S”的空间分析技术,对根溪河小流域的水土流失现状进行分析.研究表明:流域内海拔为300～350m所占的面积最大,比例为34.06%,而坡度在25～35°之间的面积最大,占总面积的27.27%;海拔在300～400m之间,因人类活动频繁而又缺乏合理规划与保护措施,导致此区域内成为水土流失分布最广和最严重的地带,而坡度为15～20°的土壤侵蚀率最高.     

基于DEM的新疆开都河流域河网提取研究

随着水文与3S技术的不断融合,大多数地形信息存储在数字高程模型(DEM)中,可以自动化的提取流域水系信息参数.利用ArcGIS中的水文分析工具Arc Hydro Tools对开都河流域分辨率为1∶25万DEM进行研究.结果表明,采用不同阈值提取开都河流域河网时,主河道的空间位置基本不变,但是河网密度发生明显变化.通过与实际河网的对比,确定当阈值为17 000时,有较好的吻合度.     

基于GIS的青海省太阳辐射空间格局模拟研究

以天文辐射理论为基础,应用以地形为特征的DEM高程模型,通过对天文辐射、大气透射率的计算,构建了青海高原月、年太阳总辐射估算模型,模拟效果较好;同时,应用模型模拟青海省近30年(1971—2000年)的月、年平均太阳总辐射.结果表明:青海省太阳总辐射年平均值为6 771.95MJ/m2,且空间格局呈现从西北到东南逐步减少的趋势;月太阳总辐射呈现明显的季节性变化,且空间格局和年太阳总辐射基本一致.从1月份开始太阳总辐射增加,到5月份达到最高值717.24MJ/m2,6月份降低为695.48MJ/m2,7月份又达到次高值701.96MJ/m2,从8月份开始持续减少,直至12月份降到最低值352.63MJ/m2.     

天祝、古浪山区气候资源与作物适生种植的开发利用

分析了甘肃天祝、古浪山区气候资源及分布特征,从高效综合利用上提出按当地气候条件退耕还林的区域,按牧草产量和载畜量,适度发展牧业;农业开发应用分层利用,在海拔2400-2600m地区重点发展啤酒大麦和豌豆生产基地;海拔2600-2800m地区应重点发展洋芋良种生产基地;海拔更高地区适度发展中药材生产基础。除农牧业利用外,用当地冷资源优势发展冷储加工,提高当地农产品商品价值;开发避署旅游业,用风能解决电力,利用自然降水实施集水农业解决水资源的匮乏。     

多普勒导航雷达低高度性能分析与计算

本文共分两部分.第一部分分析了调频连续波多普勒导航雷达存在低高度限制的原因.证明了取J₁一阶边带时,调频连续波多普勒雷达可以工作到零高度,否则存在低高度限制,并推导出其最小起量高度的计算方法.第二部分着重分析了脉冲体制多普勒雷达存在低高度限制的原因.推导出最小起量高度的简捷而实用的计算方法,用此方法计算了AN-APN220C多普勒雷达的最小起量高度.其计算结果与美国瑞安公司的实测值相符合.     

小波系数插值支持下的遥感影像混合像元分解

针对遥感混合像元分解中不能有效利用空间邻域信息的问题,提出一种基于超分辨率重建的分解方法. 通过小波系数双线性插值获得遥感影像的超分辨率影像,对超分辨率影像进行监督分类生成超分辨率分类图,最后通过窗口统计得到原始分辨率下各地物的丰度图. 广州城区的模拟TM遥感影像试验表明,该方法的分解精度
在3种方法中最优,能够较充分利用空间邻域信息,提高混合像元分解精度,为混合像元分解提供了新的途径.     

土壤有机碳/氮对高山草甸水分入渗的影响

以祁连山北麓自然垂直带(2 500~3 000m)高山草甸为对象,通过野外调查和室内样品分析相结合的方法,研究了不同海拔土壤(0~60cm)有机碳和全氮分布及与土壤水分入渗的关系.结果表明,有机碳氮在不同深度土壤中含量并不相同,在表层含量较高,随着土层的加深其含量逐渐递减,且随海拔的上升,土壤有机碳氮含量呈增加趋势,表现为2 800~2 900m2 700~2 800m2 600~2 700m2 500~2 600m.不同海拔高山草甸土壤水分初渗速率随土壤碳氮含量呈同步正相关关系,入渗速率随时间的增加而呈递减趋势,但在不同海拔条件下土壤水分入渗速率的递减率有所差别.     

旋转效应对风力机叶片升力性能影响的研究

采用商业软件FLUEN6．2对NREL风力机就8m／s-15m／s风速范围进行了数值计算,对由于旋转导致叶片升力增大现象进行了分析,并将计算结果与NASA风洞试验结果进行了对比．计算结果表明风速〈10m／s时,叶片上的压力分布与试验结果吻合较好,只有r／R=0．47段有较大偏差,当风速〉10m／s时,二者的偏差也随之增大,但差别不是很大,除叶片根部区域以及偶尔在r／R=0．47区域二者存在差别外二者吻合较好．从计算得到的流线图可以看出,在叶片吸力面上有较大的分离和横向流动区域,可以证实由于旋转效应,在r／R=0．30和r／R=0．47的2个区域存在升力增大和失速延迟现象．     

基于移动曲面法的中国大陆地壳运动速度场拟合

通过计算全国GPS一、二级网点和国家A、B级网点以及中国地壳运动观测网络点的速度场,得到中国大陆1 169个台站在ITRF97框架下的实测速度,并采用移动曲面法拟合了基于实测速度的中国大陆地壳运动速度场.结果表明,内插半径在200~300km范围内较为理想,在R=250km时偏差优于6mm.     

城乡建设用地拓展的生态经济适宜性评价研究

科学评价城乡建设用地拓展的生态经济适宜性,有利于提升区域发展与生态建设之间的和谐关系.研究将生态价值、生态敏感性及经济区位因素结合起来,发展了一套相对完备的评价方法与指标体系,并以湖北荆州为例进行实证研究.结果表明:(1)荆州生态系统服务总价值为104.477 3亿元,其中调节服务、支持服务、供给服务与文化服务价值依次递减,分别为69.338 5亿元、19.461 2亿元、8.371 5亿元、7.306 1亿元;(2)生态系统不敏感区、轻度敏感区、中度敏感区、高度敏感区与极敏感区面积分别为1 426.82km2、6 726.63km2、5 064.36km2、844.53km2、35.25km2;(3)建设用地拓展的生态经济高适宜区、中高适宜区、一般适宜区、中低适宜区、低适宜区面积分别为1 245km2、430km2、2 635km2、9 218km2、570km2.     

数据流上异常数据的在线检测与修正

给出了带有遗忘因子改进的Kalman滤波预测算法,能够检测未来时刻的异常数据;提出了一种新颖的数据流上的异常数据修正方法,应用插值小波根据连续异常数据数量的不同,实现了可变插值尺度的异常数据修补,能够自适应修正精度.在实际电力负荷数据上的仿真实验证明这种方法可以在线准确地检测到异常数据,并能提供精确的异常数据修正.     

两种内插法在运动补偿视频编码中的比较

一些混合视频编码标准都是基于运动补偿预测的．为了进行运动补偿，运用了小数像素的运动矢量；为了估计和补偿小数像素的偏移量，必须对图像信号进行内插．通过对目前使用最普遍和最简单的图像信号双线性内插法与近期H．26L提出的图像信号立方卷积内插法进行理论分析与比较，得出两种内插方法各自的优缺点，并通过实验对分析结果进行了验证．