GIS的毕节烟地土壤厚度空间插值方法比较

评价土壤肥力状况其及空间变异性是土地整理区发展农业生产急需解决的问题之一。本文采用多元统计、gis与地统计学相结合的方法研究了土壤肥力质量空间变异特征及其影响因素。结果表明：土壤肥力指标权重在0.0038~0.2576之间,对土壤肥力影响较大的是有机质、全氮、碱解氮,相对较弱的为土壤ph、全钾和速效钾。土壤综合肥力指数（ifi）在0.076和0.693之间,均值为0.281,属于较差等级,变异系数属于中等变异。研究区25.47%土样的ifi为差等级,59.91%土样为较差等级,12.74%土样为中等,仅1.89%土样品为良好等级。ifi变异函数以指数模型拟合效果最佳;块金系数（c0/（c0＋c））为0.940,空间相关性较弱,受自然因素影响小;变程为180m,空间分布特征较为复杂。ifi为0.23~0.33的分布面积达80.52%的区域,土壤肥力质量偏低,空间异质性主要受有机质控制,而速效钾对其无影响。

目前对降水量空间插值方法的研究很多,针对反距离权重插值、样条函数插值、普通克里金插值在降水量空间插值中的缺陷,提出引入月平均总云量影响因子的协同克里金插值方法。并以内蒙古降水量数据为例进行实验,实验结果表明,引入月平均总云量影响因子的协同克里金插值在精度和拟合度方面得到改善。

以湖南烟区的耕层土壤(0~20cm)中有机质为研究对象,利用地统计与gis技术相结合的方法研究了该地区土壤中有机质的空间分布特征。土壤有机质含量符合正态分布。应用地统计学分析方法进行了实验变异函数的计算和最适合模型的拟合,得出土壤有机质最好的理论模型为指数模型。在经过不同趋势阶数土壤有机质克立格(kriging)插值误差的综合比较的基础上,结果表明趋势效应参数宜选取0阶。随后用普通克立格估值方法绘制了土壤有机质的空间分布图。土壤有机质存在明显的趋势效应,表现为从西北到东南逐渐升高的趋势。

空间插值方法广泛应用于气象数据产品的制作,其精度与气象要素的空间变异特征、气象观测站分布和插值方法选择有关。选择美国得州599个地面观测站30年平均降雨量记录,设计了27个观测站样本方案,选择全年、1月和8月数据,利用空间统计、空间自相关、半变异函数等方法探索降雨量的空间变异特征,并采用5种常规方法进行空间插值,比较和解释插值结果,在此基础上讨论基于知识的气象要素空间插值方法。案例研究发现:①降雨量地面观测数据通常具有明显的空间趋势、较强的空间自相关特征和较稳定的空间变异规律,但针对不同时段或采样方案,其空间自相关强度和半变异函数模型会有一定的差异。②增加气象观测站数,空间插值误差有减小的趋势;但观测站数目达到一定数值后,增加观测站数,插值精度提高并不明显。③在观测站较少时,不同插值方法间的精度差异较大,而在观测站充足的情况下,其差异有减小的趋势。④探讨气象要素与地理环境要素之间的关系,获得定量化的先验知识,开发基于知识的空间插值模型,是高精度气象要素插值的关键;线性加权回归和地理加权回归方法的初步试验验证了这一思路的有效性。

在我国东南6省(市)选择代表性区域(自然村),采用asi和地统计学等方法对耕作土壤的ph值、有机质、有效氮、磷和钾的空间变异性与合理取样数量进行了研究。结果表明,①ph值和有机质是相对稳定的土壤属性,在整个研究区域其变异较小,近似于正态分布;施肥元素的变异则较大,表现出明显的负偏峰分布特征。②尽管某些土壤属性或大量元素的总体变异性相似,但在各研究区域,其实际半方差结构并不相同。③对于明显偏峰分布的土壤养分来说,建议采用最适分配法确定合理取样数量。纯随机合理取样数量可在一定程度作为参考。

[目的]通过耕地土壤全氮的空间变异特性研究,可以更好地调整耕地管理措施、合理施用氮肥、减少资源浪费。[方法]利用rbf(radialbasisfunction,径向基函数)神经网络插值法对区域土壤全氮进行空间插值,同时与普通克里格法进行比较。[结果]rbf神经网络插值法在拟合能力和插值能力方面要明显优于普通克里格法。[结论]rbf神经网络法具有很好的应用前景。

为提高层状地层空间数据插值的计算速度和实现系统负载平衡,在采用动态调整并行粒度策略的基础上开发混合粒度的并行kriging插值算法.在此算法中,根据cpu与地层层数之间的数量关系动态调整并行计算的粒度,优先使用粗粒度的并行计算策略,同时利用中粒度并行算法平衡负载.基于windows2000操作系统搭建了pc机群并行环境,大量的试验统计数据表明该方法具有良好的可扩展性和并行计算效率.

毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域是沙地-草地景观界面的关键部位,研究该区域土壤养分的空间格局和生态学过程,对于土地沙漠化的机理研究具有重要的意义。采用经典统计与地统计学相结合的方法,通过半变异函数及其模型、克里格局部插值估计、空间分布图等研究了毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域土壤养分的空间异质性特征。结果表明:研究区土壤速效钾含量符合球状模型,全氮和速效磷含量符合指数模型;速效钾含量具有强空间自相关性,其结构方差比为0.882,而全氮和速效磷含量表现为中等程度的空间自相关性,其结构方差比分别为0.501和0.514;3种土壤养分空间自相关距离存在差异,其中全氮和速效钾的变程均为511m,而速效磷的变程为143m;3种土壤养分的分布格局呈现明显的空间规律性,从牛枝子群落到黑沙蒿群落,速效钾和速效磷含量先降低后升高,与研究区的界面变化过程一致,而全氮含量逐渐降低,与研究区的植被覆盖度变化一致;3种土壤养分的标准差都较小,kriging插值结果比较可靠。

根据最近邻域法和反向距离法的基本原理,利用空间卷积算法,采用结合中国大陆气象站点位置的截断高斯滤波算子作为距离权重方程,给出一种适合中国陆地区域的地面气温插值方法,并以300多个地面站记录的气温为例,使用交叉验证法分析了给定插值方法的误差分布,结果表明该插值方法比其他插值方法所得误差较小,能够很好地用于气象站点气象观测记录缺失的插补及其空间尺度的扩大化。

以城市为单元模拟建立城市大气覆盖面模型,以小区为单元研究风环境与空气环境.获取城市建筑物空间坐标,利用二次曲面方程建立城市覆盖面模型.以新增建筑物为研究对象,对其空间位置进行插值分析,将其纳入城市小区建筑群构成新的小区环境,籍此对其进行风环境的实验分析,模拟建筑物的尺度、间距、空间组合与朝向定位等参数,辅助城市小区风环境规划与优化.图5,表2,参10.

地矿工程体系化与品位计算中需要应用空间插值方法。目前的插值方法有多种,但仅有少量适用于分布复杂的地矿工程,对此,根据空间数据插值的目的,指出了一般数学插值方法在地矿工程中应用的局限性,对shepard法,四面体法和克立格法3种空间插值方法在地矿工程中应用的适用性进行了详细分析,可为开展地矿工程插值研究提供选择的依据。

针对积雪观测站点稀少的问题,提出一种考虑海拔影响,能够融合modis积雪面积产品和站点观测的雪深空间插值方法,该方法利用去云后modis积雪面积产品构建的无积雪"虚拟站点"弥补站点分布不均匀和稀少的不足,利用泛协克里金插值方法考虑海拔对雪深的影响。利用北疆地区50个气象站点的逐日雪深观测资料、逐日modis积雪面积产品和amsr-e被动微波雪水当量和雪深产品,对普通克里金、泛克里金、普通协克里金和泛协克里金插值结果进行了比较研究。研究结果表明:积雪覆盖范围较大时,站点雪深与海拔之间相关系数较大,利用泛协克里金插值结果精度高且稳定;否则利用普通克里金插值精度较高且稳定。通过增加"虚拟站点",能够提高雪深插值精度,并在一定程度上修正了克里金插值中存在的平滑效应。

在钻孔分布合理的条件下,利用钻孔数据对地层进行插值重构是正确认识地质构造的重要手段,选取合理、有效的插值方法是保证空间地质建模质量的根本。通过对最小二乘法、三角剖分法和克里金法等几种常用插值重构方法的阐述和数值实验,对云南中部地区地质钻孔数据进行了处理,在253个钻孔中随机抽取90余个样本点进行了比较:三角剖分插值算法及最小二乘距离加权插值算法是全局插值拟合方法,当增加、修改和删除数据点时均需重新计算权函数或线性方程组的解,算法的稳定性和效率都明显下降,可在不追求精度时选用;而克里金插值法是局部插值方法,适用于精度要求较高的场合。

论述了基于栅格gis土壤侵蚀地形因子的计算方法和流程,在arcgis栅格模块中利用aml开发了通用土壤流失方程地形因子的计算程序,并给出了程序核心部分的编码。实际应用表明,计算结果的精度依赖于数据源的精度。

在密集井群条件下,利用测井数据对地层曲面和三维储层属性进行插值重构是正确认识地质构造和油藏表征的重要手段,确定性插值是对油藏构造和属性建模的手段之一,选取合理的插值方法是保证重构质量的根本。为此,对三角剖分、距离反比和克里金等几种常用插值重构方法进行了阐述和数值实验,对某地区地温场数据进行了处理,在100个井点中随机抽取25个样本点进行了比较,认为在不太追求精度时可选用普通距离反比或三角剖分方法,而克里金和径向基函数插值方法适用于精度要求较高的场合。

针对电动空调功率模块损耗计算困难,散热设计依据不足的问题,分析了其产热和散热的机理,提出了基于空间插值算法的实际损耗值计算方法,建立了热量从功率模块传导至冷媒的数学模型,提出了降低热阻的两种途径,通过有限元软件对不同导热系数和基座厚度条件下的功率模块温度分布状况进行了热仿真分析,利用实验对理论分析和仿真结果进行了验证,结果表明提出的两种提高散热效率的方法能够改善功率模块的散热性能。

针对南水北调西线工程水源区水文循环模拟,对流域降水空间插值方法进行了研究。针对西线工程水源区地形及降水监测台站分布特点,计算了海拔、经度、纬度、坡度、ndvi值等地理信息与月降水量的相关关系,相关性依次为海拔>经度、纬度>ndvi值>坡度。分析发现海拔、经度、纬度与降水的关系反映出水源区降水西北少东南多的整体趋势,只有ndvi值对局地降水有较强指示作用。因此,提出了基于ndvi值的梯度距离平方反比法。该方法计算结果在水量平衡方面与全国水资源规划成果误差不大,在降水空间格局方面基本反映了山区降水特征,说明方法比较可靠。

人工湿地已被广泛用于处理各种类型的废水.研究了人工湿地基质中磷酸酶、脲酶和蛋白酶活性的空间分布规律及与污水净化效果之间的关系.磷酸酶和脲酶的活性随基质深度的增加而降低,蛋白酶活性在基质上层最高,下层次之,中层最低;湿地上池基质磷酸酶、脲酶和蛋白酶活性大于下池.磷酸酶活性与污水总磷、codcr、bod5去除率正相关;脲酶与总氮的去除率正相关;蛋白酶与总氮、总磷、codcr、bod5去除率没有相关性.该研究为利用酶活性作为评价净化效果的指标提供了理论依据.

本文对比研究了超声提取、索氏提取和振荡提取3种前处理方法结合气质联用分析技术对焦化类工业污染场地土壤中多环芳烃测定结果的影响。结果表明:采用超声提取-气质联用法对焦化工业污染场地土壤中多环芳烃进行测定,不仅对多环芳烃提取率高、操作简单省时,而且此方法对土壤中的蒽、芴的提取效果较好。

本文对比研究了超声提取、索氏提取和振荡提取3种前处理方法结合气质联用分析技术对焦化类工业污染场地土壤中多环芳烃测定结果的影响。结果表明：采用超声提取-气质联用法对焦化工业污染场地土壤中多环芳烃进行测定,不仅对多环芳烃提取率高、操作简单省时,而且此方法对土壤中的蒽、芴的提取效果较好。

土壤检测方法的准确性对开展测土配方施肥工作有重要意义,检测结果不准确,导致土壤中各成分含量数据不正确,致使土壤施肥过程中各种肥料的施用量计算和使用错误,从而使农作物的产量或品质受到不同程度影响。文章针对提高土壤检测准确性的六方面影响因素进行阐述,并提出自己的一点建议,供广大技术人员参考。

多环芳烃(pahs)是一类重要的全球性有机污染物,研究其不同组分和周围土壤理化参数之间的多尺度空间关系,有助于了解它们在环境中的迁移转化规律,同时也是污染治理的基础。为此在因子克立格方法的基础上,通过多元空间结构分析结果研究了天津表层土壤16种多环芳烃不同组分和土壤理化参数之间的多尺度空间特征。分析结果显示,在所有的空间尺度上,土壤toc含量均是影响天津地区表层土壤pahs各组分含量的主要因素,并且它们之间的关系是显著正相关。而土壤粘粒含量和土壤ph值,在空间尺度小于采样间距的情况下,和pahs各组分含量之间不存在任何相关性,随着空间尺度的增加,它们与pahs各组分含量的相关性逐渐增强。