利用新疆及周边地区的154个气象站点资料,采用反距离权重法(IDW)、普通克里金法(Kriging)、协同克里格法(Cokriging)、贝叶斯法(EBK)和ANUSPLIN软件5种方法,对新疆地区1995-2004年10年间的月降水量空间插值模拟结果进行了交叉检验。结果表明,在新疆地区,5种方法的插值精度表现为ANUSPLIN>Cokriging>EBK>Kriging>IDW,并随月份有所变化,平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)表现为秋冬两季误差低于春夏两季,平均相对误差(MRE)的值在春

三峡库区是一个特殊的地理单元,分析库区降水的时空特征具有重要意义。利用三峡库区及周边46个气象站点资料,分别采用反距离加权法、样条函数法、普通克里金法、协同克里金法等4种空间插值方法,对三峡库区1961~2005年45年间的年平均降水量、月平均降水量进行了空间插值模拟与交叉检验,并对三峡库区降水量的时空分布特征进行了分析。检验结果表明,考虑高程的协同克里金法整体插值效果要优于其他3种插值法。但通过站点误差分析,协同克里金法并非对每一个站点的插值精度都高。研究发现,在剔除其中2个高海拔站点的情况下,可以显著提高协同克里金的空间插值效果。由插值得到的三峡库区降水分布图可知,大部分区域的年平均降水量...

以1961年~2004年东北3省44年172个观测站的四季降水资料为数据源,采用反距离权重(IDW)(方法1)、趋势面模拟+残差内插(方法2)、ANUSPLIN软件插值(方法3)、空间化气候值+年际距平值(方法4)4种空间插值方法,以相同建模站不同检验站、相同检验站不同建模站以及不同检验站不同建模站3种形式分别对多年平均降水,单年丰水年和少水年的冬、夏、年降水数据进行空间插值精度比较,最终得出以下结论:无论是多年还是单年数据,方法3对降水数据空间插值相对误差都是最小的,是一种操作方便,易于批量运算的最优方法。对于每种插值方法,不同时间尺度夏季和年降水空间插值相对误差小于冬季,而夏季和年差异不大...

在地统计学和地理信息系统支持下,采用多种插值方法对黄土高原降水量进行了空间插值研究, 并探讨了气象站点密度与布局对插值结果的影响。结果表明,地统计学方法优于传统的反距离加权插值、多项式插值和径向基函数插值方法;考虑高程影响的普通协克里金方法优于一般的克里金方法和简单协克里金方法。通过空间插值得到了黄土高原降水量分布图,由该降水量分布图可知,黄土高原降水量总体呈现西北低、东南高的态势,界限很明显;年均降水量在100-800 mm,主要集中在200-600 mm内,以半湿润-半干旱气候为主。

【目的】比较4种空间插值方法的插值效果,为分析榆林市降水空间分布特征奠定基础。【方法】采用榆林市45个水文及雨量站点35年(1970-2004年)的降水量观测资料,结合GIS技术,以榆林市1km×1km网格DEM(Digital Elevation Model)数据为基础,建立35年各月平均、年平均降水量与站点坐标、高程之间的回归方程。选取反距离加权法、张力样条函数法、普通克里金法及协同克里金法等4种空间插值方法,对榆林市35个站点的多年平均降水量进行空间插值计算,采用10个站点的降水量数据对插值结果进行验证,并进行对比误差分析,根据插值结果,进一步分析榆林市降水空间分布特征。【结果】考虑了地...

在薄盘光滑样条插值中,高相关协变量的选取决定了插值结果的精确性。以2001-2009年全国728个气象站点日降水为数据源,提取年降水量数据,在分析多年平均降水量与两协变量高程(DEM)和距海岸线距离(DCL)的空间相关性基础上,利用ANUSPLIN软件,比较不同协变量下降水量插值结果精度在全国尺度以及区域尺度上的差异。以DEM、DCL及DEM-DCL分别为协变量对降水量数据进行空间插值发现:①在全国尺度上,DEM法的平均绝对误差(MAE)为47.79,略低于DEM-DCL法(48.90),但显著低于DCL法(55.54);且DEM法的平均相对误差和均方根误差也明显低于其它两种方法。②在区域尺度上,除西藏地区外的其他7个区域,3种方法的插值误差与全国尺度上相一致。西藏地区降水插值结果以DCL法的精度最高,而DEM法则较差。研究建议除在西藏地区的降水量插值研究中采用DCL法,在全国其他大部分区域采用DEM法。

剧烈人类活动和全球气候持续变化双重影响下流域水文气象要素特征研究是目前水文水资源领域热点问题之一。论文以珠江流域下游地区为研究区域,根据该地区125个雨量观测站1956—2005年50 a逐月降水资料,利用信息论中有向信息传输指数定量分析各观测站点之间降水的信息传递,并结合聚类分析方法判断各观测站的所属关系,研究珠江流域下游地区降雨的空间分布规律。研究表明:受地形条件和沿海季风气候的共同作用,珠江流域下游地区降水具有自相似性特点,在空间分布上存在7个相似区域。

利用西南地区98个气象站连续完整的日降水序列数据,整合降水强度、持续性指数及等级指数形成降水指数体系并研究该区域降水及洪涝指数的空间分布特征,得到以下主要结论:(1)1961~2015年,西南地区年降水量(PRCPTOT)与极端降水量(R95PTOT)都呈现出"东多西少、南多北少"的分布形态;持续降水日数(CWD)则表现为"南高北低、西高东低"的分布格局。区域多年平均PRCPTOT、R95PTOT、CWD分别以-13.12 mm/10 a、1.34 mm/10 a、-0.29 d/10 a的速率变化。(2)西南地区不同等级降水日数具有相似的空间分布特征,均呈现出"南高北低、东高西低"的分布形态。(3)西南地区洪涝强度指数呈由东北向西南递减的分布特征;降水总量越多的地区,洪涝强度反而越低,主要由于单站洪涝强度表征的是降水的波动情况,降水量越多波动越不明显。21世纪以来,该地区洪涝等级以重级为主,2010年以来连续多年出现特重级洪涝。此外,洪涝强度越大,区域性年度灾害等级越高。该研究对于掌握西南地区极端气候变化规律,从而服务于防灾减灾具有一定的理论意义。

以2009年全国2203个气象台站累积降水数据为例,采取逐步抽稀方法,定量分析大样本的数据样本量、样本空间分布、以及不同空间插值方法对插值结果的影响。研究表明:①在随机抽样中,总体而言,平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)随着插值样本量的减小而增加、相关系数递减,特别当抽样比<20%时,MAE、RMSE显著增加,R2显著减少;②以Thiessen多边形剖分的方式检验随机抽样、等间隔抽样、分区单站点控制面积约束抽样分布的均匀性,经交叉验证后知,样本空间分布对降水空间插值的结果影响比较复杂,并非越均匀越好;③对随机组中抽样比4%的数据和等间隔组,采用Kriging方法插值,插值结果优于IDW方法。以等间隔分布的(50%,50%)(、20%,80%)数据为例,采用IDW、Kriging方法,得到2009年全国降水空间分布图,降水空间分布规律与中国2009年实际降水量分布吻合。

【目的】针对山西省麦区降水年际变化大，休闲期降水占比高、生育期降水少且分布不均，造成雨养旱地小麦年季间产量波动大、降水水分利用率（WUE）低等问题，探寻不同降水年型下旱地麦田休闲期翻耕时间对土壤蓄水量和产量的影响，为山西南部旱地小麦根据降水型“定产”提供理论依据。【方法】2010—2021年度，通过田间区组试验，设8月10日（P_1）、8月20日（P_2）和8月30日（P_3）左右3个翻耕时间，研究翻耕时间、降水量及其分布对旱地小麦产量、休闲期土壤蓄水特性和生育期耗水及相关性的影响。【结果】(1)旱地小麦产量受降水年型、休闲期和生育期降水共同影响，且年型>休闲期>生育期。试验年度平均产量2 400.0—6 298.0 kg·hm~(-2)，年季间变异系数为29.8%，其中丰水年（2012、2014和2015年度）、平水年（2011和2013年度）和枯水年（2010、2016、2019、2020和2021年度）平均产量分别为5 524.6、3 048.2和4 088.7kg·hm~(-2)；休闲期降水量和生育期降水分布主要通过成穗数和穗粒数影响产量，年度和3—4月降水多则产量明显增加；翻耕时间对旱地小麦产量影响与休闲期降水分布密切相关，7—8月降水多，P_1产量高，9月降水多，则P_2或P_3产量高。(2)降水量及其分布和翻耕时间共同影响播种前和收获期土壤蓄水特性。休闲期降水主要影响播种前和收获期下层（100—200 cm）土壤蓄水量；休闲期丰水型播前上层（0—100 cm）和下层土壤蓄水量相近或略低，平水型和枯水型则下层低于上层，分别比上层低6.17%和24.66%;7月降水多有利于下层土壤多蓄水，8—9月降水多有利于上层土壤多蓄水；生育期降水主要影响收获期上层土壤蓄水量，尤其是5月降水；播种前和收获期上层土壤平均蓄水量P_2最高，收获期下层和0—200 cm土壤平均蓄水量P_2或P_3最高。(3)耕作时间和降水量对生育期耗水量和水分利用率影响相对较小，年度降水多则旱地小麦生育期耗水多，3月降水对生育期耗水量影响大。【结论】休闲期降水量及其分布影响旱地小麦播前0—200 cm土壤蓄水量，并与3—4月份降水量共同作用影响成穗数、穗粒数和旱地小麦产量，且水分利用率与旱地小麦产量间呈显著正相关。山西南部7—8月降水多旱地麦田于8月10日前后翻耕，降水少时则翻耕时间推迟10—20 d，可增加播种前土壤蓄水量使旱地小麦实现增产。

根据1990—2001年四川省和云南省降雨量、降雨日数等资料,分析了川、滇两地泥石流沟与年降雨量、雨季日均降水、降雨变率等空间分布特征的关系.结果表明,不同地域雨季日均降水量具有相对稳定性,而其变率与泥石流沟空间分布的数量具有明显的相关关系,相关系数高达0.864.该文提出可以进一步考虑利用雨季日均降水特性建立以雨季日均降水量为参照标准的区域泥石流临界雨量模型.

[目的]如何准确、高效地实现点源数据向面源数据的空间拓展，是现代数字土壤制图技术实现由中小尺度制图转向大尺度、乃至全球尺度制图所需解决的关键问题之一。[方法]依托前期提出的局部属性相似性加权回归空间插值算法（LASWR），本文构建了一种基于云计算技术Hadoop的分布式空间插值算法（DLASWR），以应对大规模数字土壤制图的海量数据处理需要。DLASWR算法是基于Hadoop的MapReduce框架结构。算法的核心思想在于：（1）将待插值数据集分割成多个子数据集，由单个Map任务使用集中式LASWR算法对一个子数据集进行插值；（2）由Reduce任务归并所有Map任务的插值结果，并作为最终结果输出。[结果]对实际土壤样点属性的空间插值实验结果表明DLASWR算法具有良好的加速性能，与集中式LASWR算法相比显著提高了空间插值的计算效率。[结论] DLASWR算法可为数字土壤制图领域当前应用的空间插值方法由传统的集中式计算拓展成分布式计算提供技术参考。

论文利用781个采样站点的降水数据(中国大陆729个气象台站1951—2002年间月降水观测数据、台湾地区25个站点1971—2000年年均降水数据、世界"雨极"乞拉朋齐年均降水量以及中国西部增设的26个虚拟站点模拟数据),选取有效的敏感性解析因子经纬度、高程、坡向修正系数与地形开阔度等,建立累年平均降水与相关解析因子之间的多元回归方程(降水总体趋势)。并对于回归拟合后与局部变化有关的"随机指示项",采用HASM算法进一步插值处理。模型充分考虑其他地理环境因子的影响,在采样点稀疏区域使用虚拟站点辅助模拟,克服了传统模拟方法完全依赖观测站点实测资料,在站点稀疏区域等雨量线走向主观性的缺点;模型模...

本研究利用从WorldClim获得的高分辨率气象数据分析稳定同位素温度效应,研究发现最热季度的平均气温与中国62个站点同位素年平均值之间表现出很好的相关性(R2=0.79)。在此基础上利用地统计学方法,也就是采用温度作为辅助变量的空间插值算法——局部平均的简单克里金法(Simple Kriging with locally varying mean,SKlm),对中国降水中稳定同位素年平均值空间分布进行了模拟,得到了较高分辨率的中国降水中年均δ18O空间分布图,该图能够较好地表现区域同位素变化模式,能够反映如降水汽团的来源、性质等的气候环境背景,也能在一定程度上反映包括当地的纬度、地形、海拔高度等在内的局部地理因素。

利用中国西北地区138个观测站1961年-2007年逐日降水量资料,采用趋势分析、Mann-Kendall分析、小波分析等方法,分析了47年来西北地区大雨以上降水日数的时空分布特征及其变化规律。结果表明:西北地区大雨降水日数从东南向西北减少,祁连山和天山有两个相对多雨区。在季节分布上,冬季最少,夏季最多,秋季多于春季;大多数地方大雨降水日数有不显著增多趋势,显著区在天山地区,但西北东部略有减少趋势;全区大雨降水日数存在22年周期,除祁连山区1967年有突变现象,其余地方近47年未发生突变;以全区大雨降水总站次数序列分析,冬季较少,但20世纪90年代中期以来有所增多,春季不明显,夏季略有增多,秋...