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．     

基于Pair Copula函数的空间预测模型及其应用

对于空间数据的插值预测,大多采用传统的空间插值方法如反距离加权插值法和克里金插值法,这2种方法在边缘分布或存在异常值的情况下会导致预测精度相对较低;采用基于Copula理论的方法克服了这一问题。通过Pair-Copula函数描述了空间相依结构并利用MCMC方法(贝叶斯估计法)估计参数,讨论基于空间数据对未观测位置相关数据进行了空间插值预测;结合重庆市雾霾数据对该方法与反距离加权插值法、普通克里金和泛克里金插值法进行比较,结果发现基于Pair-Copula函数的空间预测模型具有更高的精度。     

多级空间数据插值及其应用方法

分析了海量空间数据信息所面临的数据质量问题,对普通的空间插值方法进行了总结,提出了多级空间插值方法,并给出详细的算法流程.结合三维地质体建模进行了相关实验研究,结果表明多级插值可以保留三维地质模型的更多模型细节.     

基于景观结构的土地利用生态风险分析

以2006年和2009年两期遥感影像为信息源,基于GIS和RS,对长乐市进行土地利用变化的生态风险研究,利用景观干扰度指数和景观脆弱度指数,构建生态风险指数.运用网格模型,采用普通克里格法对生态风险指数进行插值,编制长乐市生态风险空间分布图,对插值结果图进行归一化等级划分,揭示生态风险时空演变特征,并借助地统计学中的空间自相关方法对生态风险度进行粒度效应分析与空间自相关分析.结果表明,长乐市生态风险等级高的区域面积在增长,等级低的区域在不断减少,生态风险的空间分布具有层次性和区域性,且存在一定的空间正相关关系,随着空间粒度增大,呈下降的趋势.     

时空CoKriging的变异函数建模

在对地观测中,所研究的地学变量不仅具有时间、空间特征,还受其他变量的影响,采用多元时空相关数据,可以提高时空估值的精度.时空CoKriging是多元时空插值中一种常用的方法,建立时空变异函数和协变异函数是时空CoKriging插值的关键一步.以东北三省为试验区,利用该地区气象站观测数据的月平均空气相对湿度为主变量,引入同时间同位置的月平均空气温度作为协变量,对空气相对湿度和空气温度进行时空变异函数和时空协变异函数建模.实验结果表明,采用和度量时空模型的时空变异函数的随机性空间结构建模的实际拟合效果较好.     

向量距离中角度信息对时空Kriging的影响

时空Kriging算法的核心,是将变差函数的概念扩展到时空域,变差函数的构建过程基础是计算时间切片和空间切片的向量距离。该文讨论了向量距离对构建时空变差函数的影响,提出了空间距离加角度差异的向量距离模型。以地磁场观测数据作为对象,分别用L1范数、L2范数和新距离模型对数据进行分析,比较3种距离定义下的时空Kriging插值性能。结果表明:加入了角度信息的向量距离,能够更有效地表征数据,提高时空Kriging的插值精度。     

基于半监督宽度学习系统的气温空间插值

近年来,基于人工神经网络的气象空间插值研究因其较强的非线性映射能力受到越来越多的关注。然而,由于网络参数众多,这些方法的训练过程都非常耗时。考虑到以上原因,基于宽度学习系统提出了一个高效的气温空间插值模型,首先使用稀疏编码对输入数据进行特征提取,然后将映射后的向量引入宽度学习系统中得到一个半监督宽度学习模型。相关实验建立在山西省的气象数据集上,实验结果表明,该方法比基于深度学习的方法和传统空间插值方法具有更好的预测性能和时间损耗。     

时空Kriging在局域地磁场分析中的应用

地磁场在空间上和时间上具有连续性和相关性,考察时间特性对于地磁场分析精度的影响,是本文的目的。本文以宁夏周围局域地磁场秒数据为研究对象,应用时空Kriging函数进行插值计算,采用Product-Sun模型结合时间和空间信息,使得插值精度大幅度提高。用空间域方法的最近邻、V4样条插值和Kriging方法进行对比的结果表明,由于充分利用了时间域信息,时空Kriging精度更高。本文还分析了其高精度的原因,并对时空插值过程中数据库容量的选择进行讨论。     

土壤特性的空间差异及其空间插值方法研究

对土壤养分的空间差异及其空间插值方法进行研究,获得田间土壤养分的连续空间分布,是精准农业技术体系中用GIS管理和分析土壤背景数据的一项基础性工作.本研究对一块面积为28533m2的旱地以30m×30m间隔采样,获36个有关土壤速效钾、速效磷和有机质含量的采样数据.用移动平均、趋势面拟合、点状克立格、逆距离加权等空间插值方法得到各种插值的连续空间分布,与同期用15m×15m采样间隔所得132个实际观察数据进行比较,结果表明几种插值方法并无显著差异,但其中以克立格和逆距离加权插值整体效果最好,尤以克立格指数模型最佳.     

不同空间插值方法对某灌区地下水氮浓度分析结果的影响

为了验证并推荐合理、可靠的地下水氮浓度数据空间插值方法,本文基于ArcGIS的地统计向导中的各种空间插值方法对中国东北某灌区地下水三氮浓度数据进行空间插值,分析不同插值方法在地下水氮浓度分析中的可行性和优、缺点.结果显示当地下水氮浓度测量数据较好地符合正态分布规律时,各种空间插值方法的预测精度均较高;当数据空间变异性较...     

基于Argo资料的三维盐度场网格化产品重构

针对标准化海洋盐度场产品较为匮乏的事实,利用Argo温盐观测剖面与卫星遥感海表温度资料,采用时空权重插值和多变量DINEOF方法,对太平洋区域2000年1月至2008年12月的三维逐周盐度场进行重构。提出的重构方法有2个明显特色,一是采用时空权重插值与多变量DINEOF相结合的方法,弥补了时空权重插值结果中包含缺失数据的不足;二是引入卫星遥感海表温度,弥补了Argo可靠海表数据的缺乏。重构再分析产品与其他观测和数据产品的对比结果表明,重构产品不但能够抓住盐度分布的主要模态特征,而且可表现盐度不同时间尺度的变化特征,为海洋和气候研究提供了一种有用的标准化数据新产品。     

基于地统计学的山区气象要素空间化方法探索——以广西年均降雨量为例

采用地统计学的克里格插值方法对广西多年平均降雨量进行空间化处理,具体探索了普通克里格、泛克里格与协同克里格插值方法。与普通克里格法、泛克里格法相比,协同克里格法增加了相关因素（纬度、离海岸线的距离、DEM）对降雨量的影响,在应用中更具潜力。地统计插值可以通过交叉验证和验证对话框中的4个指标,以及实测值与预测值的比较评定精度。三种方法综合比较,协同克里格方法最适合广西多年平均降雨量的空间化。     

基于泰森多边形法的空间品位插值

为使泰森多边形法能够用于三维地质体的空间属性插值,生成规则网格结构化体数据,利用取样数据的空间分布特性,提出了用于空间插值的方案,通过分析泰森多边形的性质,无需真正构造泰森多边形,建立了具有距离相关性的品位插值关系,从而解决了泰森多边形法的空间品位插值问题。实例验证表明,该插值方案是可行的,插值结果是理想的。     

基于空间关联度的高铁综合客运 枢纽客流参数预测算法

提出了基于空间关联度的高铁客运枢纽客流参数预测算法. 通过对高铁综合客运枢纽瓶颈点及其关联点之间的关联度进行研究,利用瓶颈点和关联点的实时客流参数信息,实现对瓶颈点客流参数信息的短时预测. 实验证明该算法在高铁综合客运枢纽客流安全预警实际应用中,能够快速反映客流扰动,具有较强的抗干扰能力,为高铁综合客运枢纽安全预警提供支持.     

一种应用于X波段海洋监测雷达的插值算法研究

X波段雷达是海洋监测系统的重要组成部分,其提取的风、浪、流等海洋信息为渔业生产、港口货运、船只交通管理等生产活动提供了有力保障。海态参数提取需要进行二维插值,传统方法采用反距离加权的方法,但其精度有限。提出一种基于三角形线性插值算法,其先采用分治法实现Delaunay三角部分,再基于三角形线性加权估计函数值。将以上两种方法反演结果与浮标数据进行对比,并计算均方根误差、相关系数和平均耗时。结果表明基于三角形线性插值更精确,平均耗时略小。     

南海北部浮游植物的时空异质性研究

 为研究南海北部浮游植物时空变化规律及其与海洋环境响应关系,采用1997-2002年开展的“南海专属经济区和大陆架渔业资源及其栖息环境调查”所取得的浮游植物调查数据,利用GIS空间局部插值法构建景观分析模型,对南海北部浮游植物时空异质性进行了分析。结果表明,南海北部海区浮游植物密度变化范围为0.03(4 179×10⁴ 个/m³,总平均为87.2×10⁴ 个/m³,夏冬春秋四季浮游植物平均密度由高至低。南海北部浮游植物总体近海高于远海,且在近海海域呈斑块状分布格局,斑块一般出现在北部湾中北部上升流区、粤东遮浪上升流区、台湾浅滩上升流区和粤西沿岸电白-阳江上升流区等南海北部几个重要上升流区内。浮游植物密度最高值斑块一般随着季风和沿岸流的季节转换而交替向东或向西方向进行有规律的漂移。     

采样数量与空间插值方法对土壤属性预测精度的影响

不同的采样数量以及空间插值方法会对土壤属性预测精度产生影响。本文以安徽省淮北平原典型旱作农业区蒙城县为例,采用随机抽样的方法,从550个土壤样点中随机抽取50个样点作为验证样本,之后抽取500、400、300、200和100五个样本子集,采用普通克里格法、反距离权重插值法、局部多项式插值法和径向基函数插值4种空间插值方法,解析研究区土壤有机质空间变异,并利用独立验证和交叉验证方法比较不同样本数量和插值方法的预测精度的差异。发现不同采样数量对区域内土壤属性预测精度会产生较大影响,在淮北平原县域尺度上,以数字土壤属性制图为目的的土壤采样中,200个样点是比较合理的采样数量。不同插值方法对预测精度影响不显著,从交叉验证与独立验证的结果均表明,普通克里格法最优,局部多项式插值法和径向基函数插值法次之,反距离权重插值法的结果最差。     

空间交互视角下投资者情绪对股价的影响

从地理距离和利用消耗系数衡量的经济距离两个方面构建空间权重矩阵反映空间交互作用,从股票空间交互视角应用空间计量模型研究投资者情绪对股票价格的影响效应.研究发现,金融市场股票间存在显著空间交互作用,且空间交互作用对经济距离的敏感程度高于地理距离.在解释投资者情绪对股票价格的影响效应方面空间截面回归模型优于传统截面回归模型.研究结论提醒投资者在对资产进行定价和制定交易决策的过程中,必须充分认识潜在的空间交互作用.     

基于空域相关阈值滤波的雾气激光信号处理算法

针对雾气环境下微弱激光信号特征提取困难,在研究小波空域相关滤波算法基础上,提出了小波空域相关阈值滤波方法。阐述了小波空域相关阈值滤波的思想和原理,特别研究了滤波阈值选取的方法,比较了空域相关阈值滤波与空域相关滤波的滤波效果。结果表明对雾气环境下的激光信号,空域相关阈值滤波具有最好的滤波效果。在不同雾气浓度和不同信号信噪比情况下的实验结果表明,空域相关阈值滤波能够在保持激光回波信号特征的前提下有效地抑制大部分噪声,更适于雾气环境下微弱激光回波信号处理和特征提取。