降雨空间分布的模糊熵聚类分析

为了提高降雨量插值精度,充分挖掘降雨变量信息,利用模糊熵聚类分析算法,对流域内雨量站进行模糊熵聚类研究,通过基于可能性分布和距离判定的聚类有效性函数确定模糊熵系数和聚类数,从而得到模糊聚类结果,改进原有的插值方法。以淮河流域蚌埠站以上区域99个雨量站雨量数据,分别在一般情况下和模糊熵聚类情况下做交叉验证,结果显示,模糊熵聚类分析在反距离平方插值法中对降雨精度有所提升。     

降雨空间插值方法的比较与改进

对几种常用的降雨空间插值方法,如泰森多边形法、距离平方倒数法、克里金方法的优缺点进行了分析和比较．考虑到高程对降雨量影响较大,在协克里金方法的基础上将高程作为第2类影响因素引入降雨量的空间插值方法中,并提出了引入高程信息的协克里金方法．将3种方法(距离平方倒数法、普通克里金方法、引入高程信息的协克里金方法)用于沿渡河流域降雨量的插值计算,结果表明,考虑高程信息的协克里金方法的插值效果明显优于其他2种方法．     

降雨模拟微喷头特性研究

喷头式降雨模拟技术广泛的应用于物理模型试验中,微喷头特性是模拟效果的重要影响因素。本文设计了一种便捷、可调节的试验装置,对微喷头雨强、均匀度、防堵特性等因素试验探究。对多种不同类型喷头进行降雨模拟试验,筛选出符合试验要求的微喷头。综合表明,该方法对小型降雨模拟试验,大中型模拟试验的前期准备、预备试验开展有很大的推进作用。     

降雨空间插值方法及在清江流域的应用

将普通克里格法、协同克里格法和反距离加权法3种空间插值方法应用于清江流域的降雨空间插值,比较了它们的应用效果,并分析了它们插值效果不同的原因.其中协同克里格法在应用时考虑了海拔高度对降雨量插值结果的影响.结果表明,两种克里格方法的插值结果的误差要远远小于反距离加权法,并且插值所得到的等雨量线更光滑.对于两种克里格方法,协同克里格法要优于普通克里格法,前者比后者的MAE值要小10%.反距离加权法明显不如两种克里格法的原因是该方法不能准确反映相邻站点的空间依赖关系.而协同克里格法优于普通克里格法是因为协同克里格插值法考虑到了地形对降雨量的影响,因而更适用于清江流域这样的山地流域.     

山东省多年气象要素空间插值方法比较研究

针对山东省境内气象站点分布比较稀疏的情况,以1990～2001年山东省17个气象站点的年平均降水和温度为基础数据,分别建立了平均降水和温度与海拔、经纬度和植被指数(NDVI)之间的回归方程;在此基础上建立模拟站点以增加气象数据的信息量。分别采用反距离加权法(IDW)、径向基函数法(RBF)和普通克里格法(OK)3种插值方法进行比较插值分析。结果表明:模拟站点的加入大大提高了插值的精度;采用的3种插值方法中,普通克里格法比反距离加权法和径向基函数法具有更为理想的插值效果。     

站点密度对复杂地形PRISM月降雨空间插值精度的影响

【目的】利用降雨和高程与坡向等地形因子之间关系,分析站点密度对于坡面回归方程模型(PRISM)插值精度的影响,探究该模型的适用范围。【方法】以北京西北山区为例,基于研究区数字高程模型(DEM)、山地自动气象站点数据和降雨数据计算插值结果,采用反距离加权法(IDW)、克里金法(Kriging)和样条函数法(Spline)等插值方法,以及交叉验证和实测数据验证等方法进行数据对比,分析站点密度对插值结果的影响。【结果】当站点密度从0.55×10^-2个/km²降低到0.18×10^-2个/km²时,各种插值方法的插值精度均随站点密度的减少而降低,PRISM模型的变化程度最大,Spline的变化程度最小; 同时当站点密度逐渐降低至0.18×10^-2个/km²时,PRISM模型的插值误差超越Kriging和IDW,但仍在Spline之上。【结论】当站点密度较低时,PRISM模型优势不明显,建议使用IDW和Kriging。     

湖南省年均降水量空间插值模拟方法比较研究

用反距离权重法、普通克里金法、协克里金法、径向基函数法、全局多项式法、局部多项式法对湖南省及其周边50个气象站点1971-2000年年均降水量进行空间插值,将插值估算结果与检验点作对比分析,结果表明,上述6种插值方法均能反映湖南省内平均降水量的空间分布特征,局部多项式法插值误差最小,精度最高.由于降水量是受多因素影响的复杂过程,还需要考虑更多的因素对现有插值模型的改进,进一步提高降水量空间插值的精度.     

土壤重金属与土壤理化性质的空间变异及研究

对研究区的部分土壤理化性质及土壤重金属的空间变异特性进行了分析,均表现出一定的空间变异性,并通过克里格插值得到它们的空间分布格局,表现出了一定的相似性,说明土壤理化性质与土壤重金属在空间分布上存在一定的相关性;通过对它们之间的空间相关性分析,表明克里格插值结果与实际计算结果是一致的,结果表明,土壤有机质、pH及各粒级含量土壤与Cu,Hg,As含量的相关性显著,与Zn,Pb和Cr为中等相关,且均为正相关,而与Cd的相关性不显著.在实际生产中,可以通过土壤部分理化性质来估计土壤重金属的分布特征.     

重庆市主城区城市空间形态演变研究

运用分形理论中的边界维数对重庆市近30年的城市空间结构形态变化进行定量分析,揭示重庆市不同时期的城市地域扩展方式.结果显示,重庆市主城区各区在各个时期城市形态具有差异,整体上重庆市城市建成区在30年间的发展使得图形破碎度降低,其中1980～1997年为城市地域的快速发展期1,997～2001年为高速波动发展期,2001～2010年为高速发展并有趋于稳定趋势发展期.     

基于EOF和HHT的多站点降雨场随机模拟方法研究

提出一种新的基于希尔伯特谱分析的降水发生器EHS.该模型首先对原始降雨场进行高斯隐变量转换,转换后的标准化降雨场随后进行经验正交函数分析(EOFA),提取出主要空间模态和对应的主成分时间序列.对主成分序列进行经验模态分解(EMD)和希尔伯特谱分析(HAS)可以得到不同特征周期的本征模态函数(IMF)及其对应的瞬时振幅和瞬时频率,利用随机相位法仿真各项IMF分量,对模拟得到的IMF分量进行EMD重构、EOF重构和高斯隐变量反操作,即可得到多站点降雨模拟场.本文以月降雨量均值、月降雨量标准差,空间相关系数、空间连接度、自相关系数为指标,利用湘江流域实测的降水数据,通过与现有多站点降水发生器MulGETS的比较,评估多站点降水发生器EHS的性能和优缺点.研究结果表明,多站点降雨发生器EHS能很好地模拟湘江流域的降雨,重现历史降雨场的统计特征.该工具可为水文水环境模型、生态模型等提供数据支撑.     

基于人工神经网络的降雨径流模拟研究

针对水库径流难以预测的问题。采用改进的动量．自适应学习率调整BP神经网络方法,以南告水库作为研究对象,对水库的日资料进行径流模拟。并对该模型在径流模拟中的方法和难点问题进行分析和探讨。改进的BP模型模拟的结果与三水源新安江模型的模拟结果相比较,探讨改进的BP模型应用于水文模拟的可行性。研究结果表明,改进的BP模型用于水文模拟是可行的。     

花岗岩残积层滑坡形成机理降雨模拟研究

花岗岩残积土是一种特殊土,在强降雨条件下极易诱发地质灾害。以广东省龙川县贝岭地区群发性滑坡为背景,采用物理模拟手段探究了典型滑坡的形成机理,结果表明：滑坡发生的影响因素为降雨强度、岩土体物理力学性质、斜坡结构;降雨并未引起坡体内部土压力及孔隙水压力数值出现异常增减,说明坡体破坏仅限与坡表及坡脚局部的破坏,未有整体变形破坏趋势;斜坡变形破坏在坡表表现为降雨造成的坡面侵蚀,坡脚表现为临空面的垮塌及潜蚀现象,总体上表现出“逐级后退、依次破坏”破坏特征;滑坡的演化过程可划分为以下4个阶段：原始斜坡演化阶段、土壤颗粒运移阶段、坡表局部破坏阶段、整体失稳阶段。     

基于去趋势波动分析的降雨演变特性研究

降雨是地区水资源的主要来源,研究其长期的演变特性,对于水文水资源系统的预报、模拟具有十分重要的意义。运用去趋势波动分析法,对宝鸡市51年月降雨量序列分析,得到了定量描述降雨时间序列长期变化行为的参数——标度指数,并探讨了降雨序列的长程相关性及其内在规律性。结果表明:对应不同研究尺度,月序列波动的标度指数分别为0.268 5和0.809 7,即在大于88个月时间尺度上原序列是正相关的,在小于88个月的时间尺度上降雨序列是反相关的,体现了半干旱区降雨系统演变机理的复杂性。     

基于GIS的空间插值方法研究

对地理信息系统空间数据分析中的空间数据插值方法从广义的角度分为点的插值和面的插值进行了论述,讨论了点与面的各种插值方法的理论基础、算法以及应用方式,并对空间插值的应用与推广及相关的问题进行了阐述．指出在运用空间插值方法时,要得到理想的空间插值效果,必须针对不同研究区的实际情况,对实测数据样本点进行充分分析,反复试验比较,以选择最佳的方法,并在运用一般插值方法的基础上,依据自身需要及学科的特点,对插值方法进行改进,进而提出适合各学科研究的更优的空间插值方法．     

重庆市主城区土地利用变化空间分异研究

本文选取重庆市主城区1988---2007年3个时期(1988、2001、2007年)的TM、中巴遥感影像资料,将研究区划分为11个区,从土地利用变化和土地利用综合程度变化等方面分析了研究区土地利用空间分异特征,并对土地利用变化驱动因子进行剖析.结果表明:1988-2007年土地利用结构变化总趋势为建设用地、林地面积增...     

基于克里金法的极地海冰密集度空间插值方法

针对海冰密集度再分析产品低分辨率问题,使用普通克里金和改进协同克里金法获取更高分辨率数据。分别选取高斯模型和球形模型对海冰密集度进行空间精细化插值,并对北极可通航水域的插值结果进行精度检验分析。结果表明：变异函数、协变量和目标插值精度对普通克里金和协同克里金插值性能均有影响,并且球形模型在极端数据条件下仍然具有较高的插值精度。克里金法可针对不同实际需求使用不同模型用于极地海冰密集度插值预测,可为极地船舶提供更高分辨率的海冰密集度数据,服务极地船舶安全航行。     

空间分析建模在空气质量评价中的应用——以重庆市区为例

该文以重庆市主城区某时段空气质量为例,依据空间处理建模技术的原理和建模流程,利用ArcGIS10模型构建器工具为平台,采用反距离权重空间插值、重分类、栅格计算等方法进行了空气质量评价的应用。结果形象直观的反映出重庆市主城区大部分空气质量处于轻度污染状态,少数地区空气质量良好。     

黄土高原地区中小流域日降雨空间分布特征

选择黄土高原具有代表性、雨量站网较密的岔巴沟流域日雨量资料,分析日降雨的空间分布特征.在相关域的基础上,进一步借用正六边形空间结构估算单站所代表的面积.结果表明,在0.8和0.7的相关水平上,黄土高原日降雨的相关域分别为9和19 km;按照正六边形空间结构估算,在0.8和0.7的相关水平上,单站所代表的面积分别为70和310 km2.为准确预报土壤流失量提供了依据.     

重庆市土地利用碳排放空间关联分析

以重庆市38个区县作为研究对象,采用碳排放计算模型和空间自相关模型,对各区县的土地利用碳排放进行时空分析和空间自相关分析,结果表明:1998—2008年,重庆市的碳排放总量呈上升趋势,建设用地和林地分别是碳源和碳汇的主要来源.重庆市的土地利用碳排放总量和碳排放强度均存在明显的正相关性,局部空间自相关形成了以主城核心区为主的高高集聚区和以渝东北、渝东南为主的低低集聚区,以主城周边为主的低高集聚区的空间格局.     

密云水库流域坡面降雨侵蚀的计算机模拟

以B市密云水库流域为例,用计算机数值模拟技术模拟坡面降雨侵蚀过程,考虑到坡面流的流速及非线性双曲型方程,采用迎风有限差分显示格式来离散坡面侵蚀方程、坡面水流连续方程、水流运动方程,并编制了计算程序,进行了计算机模拟.研究成果可以描述动态坡面降雨侵蚀及水土流失过程,且可将研究成果扩展到整个流域,从而为治理水土流失保护生态环境提供依据.