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山东省气温空间插值方法比较研究
赵岩
2013.6.25
山东省气温空间插值方法比较研究
PAGE21
摘要
本文分别使用了样条函数插值法、克里金插值法、反距离加权插值法,采用山东省100多个国家基本气象站点1991-2000年十年的逐月气温数据,应用地理信息系统软件SuperMap中的插值分析模块生成山东省的典型月份十年月均气温插值预测图,并使用交叉验证法得出检验数据样点预测值误差图,通过对比各种插值方法检验数据样点预测值误差的均值和方差比较这三种插值方法的优劣,插值效果比较结果为:克里金插值法样条函数插值法反距离加权法。
关键词:空间分析;气温插值;插值方法比较;地统计
ComparisonResearchonTemperatureSpatialInterpolationMethod
Abstract
ThispaperrespectivelyusestheSplinesfunctioninterpolationmethod,KriginginterpolationmethodandInverseDistanceWeightedinterpolationmethod,andusesmorethan100nationalbasicweatherstations’smonthlyairtemperaturedatainShandongprovincefrom1991to2000,andusethesoftwarethatcalledSuperMap’sinterpolationanalysismoduletogenerateapredictedchartoftenyearsofShandongprovince’stypicalmonth’smonthlyairtemperature.Andthenusethemethodofcrossvalidationtotesttheresultsofdatasamplepoint’sforecasttemperaturevalue.Bycomparingthemeanvalueandvarianceofvariousinterpolationmethods’sforecasttemperaturevaluetocomparethethreekindofinterpolationmethod,thecomparisonofinterpolationeffectresultsfor:KriginginterpolationmethodSplinefunctioninterpolationmethodInverseDistanceweightinginterpolationmethod.
Keywords:Spatialanalysis;Temperatureinterpolation;Comparisononinterpolationmethod;Statistics
引言
气候、气温数据是很多科学领域的一项基本数据源,如渔业科学、生态科学、农业科学、自然资源管理等。空间气候资源信息的快速发展使其在这些科学领域中起着越来越重要的作用,因而空间气候资源信息的挖掘有着广泛的应用前景,如在重大活动保障中的应用,在防灾减灾中的应用,在气候和气候变化方面的应用,在数值预报中的应用,在农业与生态中的应用,在空间天气监测预警中的应用,可以说气候信息的发展影响着人类的可持续发展。
对于气温的空间插值,基本理论依据是空间位置上越靠近的点,越可能具有相似的特征值,GIS的空间分析功能提供了很多种插值方法,各种方法由于使用算法不同而有各自的优势和局限性。由于气象站点是有限的,获取的气温点数据的空间分布一般也是不均匀的,不同的插值方法产生的插值效果也必定因所选研究区以及所选的气象站点不同产生很大的差异,因此对各种插值方法的比较研究也是十分有意义的一项工作。
GIS提供得空间插值方法很多,本文选取了其中主要的几种插值方法:样条函数插值法(Splines)、克里金插值法(Kriging)、反距离加权法(InverseDistanceWeight,简称IDW),对山东省100多个气象站点1991-2000十年的典型月份(一月、四月、七月、十月)的月平均气温值进行空间数据内插,对插值效果进行对比分析,并采用交叉验证法比较出插值效果最好的的月均气温空间插值方法,得出最佳的山东省月均气温空间分布图,为其它科学领域提供有
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