基于GIS的氣象要素插值方法比較研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-17 04:11
氣溫是重要的氣象要素之一,空間插值為離散的氣溫?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的空間曲面提供了有效方法,從而可以提供每個(gè)柵格上的氣溫要素資料。本研究在Arc GIS軟件支持下,分別利用反距離權(quán)重法、張力樣條函數(shù)法和普通克里格插值法對(duì)2010年全國(guó)660個(gè)氣象臺(tái)站觀測(cè)的年平均氣溫進(jìn)行空間插值,并利用交叉驗(yàn)證法對(duì)插值精度進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明:既考慮了距離又考慮了已知樣本點(diǎn)空間位置及與待插值點(diǎn)的空間方位關(guān)系的普通克里格插值精度明顯優(yōu)于反距離權(quán)重法和張力樣條函數(shù)插值法。本研究結(jié)果對(duì)全國(guó)氣象要素的空間插值應(yīng)用具有一定參考意義。
【文章來源】:測(cè)繪與空間地理信息. 2020,43(05)
【文章頁數(shù)】:4 頁
【部分圖文】:
反距離權(quán)重法交叉驗(yàn)證結(jié)果
2010年東北地區(qū)西北部、祁連山南部和青藏高原地區(qū)中部年均氣溫較低,兩廣地區(qū)和云南局部區(qū)域年均氣溫較高,年均氣溫整體呈現(xiàn)出自西北向東南增加的趨勢(shì)。Kernel參數(shù)為6的張力樣條函數(shù)法的交叉驗(yàn)證結(jié)果(如圖2所示)的平均誤差為-0.000 8,均方根誤差為2.522 4。張力樣條函數(shù)法的插值結(jié)果在較大范圍內(nèi)呈現(xiàn)出明顯的趨勢(shì),但局部地區(qū)依然受極值點(diǎn)的影響。3)克里格(Kriging)法
通過QQPlot分布圖分析,本研究數(shù)據(jù)接近于一條直線,因此,它接近服從正態(tài)分布。其不存在主導(dǎo)趨勢(shì),因此,選用普通克里格插值法。通過移動(dòng)半變異/協(xié)方差模型(如圖3所示)中搜索方向,確定塊金值為3.445 2。2010年東北地區(qū)西北部、祁連山南部和青藏高原地區(qū)中部年均氣溫較低,兩廣地區(qū)和云南西南地區(qū)年均氣溫較高,年均氣溫整體呈現(xiàn)出自西北向東南增加的趨勢(shì)。普通克里格的交叉驗(yàn)證結(jié)果(如圖4所示)的平均誤差為0.065 4,均方根誤差為2.418 5,標(biāo)準(zhǔn)平均值(Mean Standardized)接近于0,平均標(biāo)準(zhǔn)誤差(Average Standard Error)接近于均方根預(yù)測(cè)誤差(Root-Mean-Square),標(biāo)準(zhǔn)均方根預(yù)測(cè)誤差(Root-Mean-Square Standardized)接近于1,均方根誤差相對(duì)于其他空間插值方法最小。普通克里格法的插值結(jié)果呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢(shì),利用樣本點(diǎn)的估算靈敏度和極值效應(yīng)較小。
本文編號(hào):3234440
【文章來源】:測(cè)繪與空間地理信息. 2020,43(05)
【文章頁數(shù)】:4 頁
【部分圖文】:
反距離權(quán)重法交叉驗(yàn)證結(jié)果
2010年東北地區(qū)西北部、祁連山南部和青藏高原地區(qū)中部年均氣溫較低,兩廣地區(qū)和云南局部區(qū)域年均氣溫較高,年均氣溫整體呈現(xiàn)出自西北向東南增加的趨勢(shì)。Kernel參數(shù)為6的張力樣條函數(shù)法的交叉驗(yàn)證結(jié)果(如圖2所示)的平均誤差為-0.000 8,均方根誤差為2.522 4。張力樣條函數(shù)法的插值結(jié)果在較大范圍內(nèi)呈現(xiàn)出明顯的趨勢(shì),但局部地區(qū)依然受極值點(diǎn)的影響。3)克里格(Kriging)法
通過QQPlot分布圖分析,本研究數(shù)據(jù)接近于一條直線,因此,它接近服從正態(tài)分布。其不存在主導(dǎo)趨勢(shì),因此,選用普通克里格插值法。通過移動(dòng)半變異/協(xié)方差模型(如圖3所示)中搜索方向,確定塊金值為3.445 2。2010年東北地區(qū)西北部、祁連山南部和青藏高原地區(qū)中部年均氣溫較低,兩廣地區(qū)和云南西南地區(qū)年均氣溫較高,年均氣溫整體呈現(xiàn)出自西北向東南增加的趨勢(shì)。普通克里格的交叉驗(yàn)證結(jié)果(如圖4所示)的平均誤差為0.065 4,均方根誤差為2.418 5,標(biāo)準(zhǔn)平均值(Mean Standardized)接近于0,平均標(biāo)準(zhǔn)誤差(Average Standard Error)接近于均方根預(yù)測(cè)誤差(Root-Mean-Square),標(biāo)準(zhǔn)均方根預(yù)測(cè)誤差(Root-Mean-Square Standardized)接近于1,均方根誤差相對(duì)于其他空間插值方法最小。普通克里格法的插值結(jié)果呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢(shì),利用樣本點(diǎn)的估算靈敏度和極值效應(yīng)較小。
本文編號(hào):3234440
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