Kriging方法在区域土壤水分估值中的应用.pdfVIP

维普资讯 第 2o卷 第 4期 地 理 研 究 VoI．20．No．4 2001年 9月 GE0GRAPHICAL RESEARCH Sept．．2001 文 章编 号 ：]0000585(2001)040446—07 Kriging方法在 区域土壤水分估值 中的应用 李海滨 ，林忠辉 ，刘苏峡 (中国科学 院地理科学-q资源研究所，北京 100101) 摘要 ：土壤水 分 的观测对于地表参数化 的发展 及气候变化 的研究 有着重要 的作 用 。本文对 大尺度区域土壤水分的估值进行 了尝试 ：采用 1987年 中国 102个气象站点 1米土层四个季节 的土壤水分值作 为样本，运用 KR1G1NG方法 ．通过对半变异 函数的计算和分析 ，得 出了所 研究 7个采集 日的拟台函数，发现均符合璋状模型 ．对模型有关 的参数进行 了拟 合。并将插 值结果 与距离反 比法 进行 了对 比性 检验 ，同时给 出了KR1G1NG方 法 的估 值精度 检验结果 表 明平均相对误差和标准偏差均 距 离反 比法较小 ， 样本量 较大 的 时殷为例 对检验结果 进行了深 ^分析 由此得 出了 KR1G1NG方法内插估值 的优势和不足，简要给出 了提 高估值 精度 的可 能方案 最后对 中国东半部 f时殷 的土壤水分值进行 内插成 图 关 键 词 ：克立格法 ；半变异函数 ；土壤水分 ；距离反 比法 中圈分类号 ：S152．7 文献标识码 ：A 土壤水分是水 圈中蒸发 、散发 、渗透和径流等过程 的重要参与者 ，它制约着地表 的能 量分配和生态系统功能演化 其变化及区域差异不但对于区域水文 ，而且对于水土保持 农业土壤 、生态与环境甚至全球 的气候都有着很大的影 响。因此 ，在大小重要 的国际会议 和 国际计划如 GSWP和 BAHC中，土壤水 已被作为专 门的议程来进行探讨和研究 。 在大范 围土壤水 的研究中，通常需要布设监测站点。然而 ，大量布设站点获取资料 ． 其维护和管理需要耗 费大量 的人力和物力 ，所 以，如何利用较少的站点资料来获取 比较多 的信息 ，或者根本就不用布设站点，而用其他途径获取土壤水分数据是研究的热 门问题 。 目前 ，在 区域 土壤水 的研 究中，比较前沿 的是用 RS (RemoteSensing) 的 SAR (Syn— theticApertureRadar)技术对其进行研究分析 ]。本文采用 Kriging方法 ，利用 已有 的站 点数据对未知区域进行估值，力图摄有效地利用 已有数据 ，为区域土壤水分预测提供依据 。 1 方法和数据 克立格法 的分析 工具就 是半 变 异 函数 “。 半变 异 函数 7 (h)来 自于 英文单 词 (sem1vari。gram)．如果用 P表示空间内一点．用 z (P)表示空间内这点的函数 ，那么在 我们所研究范 围内的空间协方差用 7 (h)表示 ，其数学表达式为 ： 牧稿 日瓢 ；300101一O8：修订 日期 ：2001-0720 基金堆 目：中国科学院创新工程重点项 目 (KZCX2--310 03 02)；中国科学院地理科学与贲簿矸究所知识剖新 项 目 (CXIOG--cOO一05—01) 资助 。 怍奢 ■舟：李海滨 (1977--)．男 ．四J¨南壳^ ．硕士研究生 ．从事水文未赍蔼研竞工作 。 维普资讯 4期 李海滨 等 ：Kriging方法在 域土壤水分估值 中的应用 y(^)一 而∑(z(x．)一z(x．-k-h)) (1) 式 中，N (h)为相距 h的数据对数 ．h是距离矢量 。从上面的定义可知 ，-／(h)仅仅是任 意两点之 间距离 h的函数 。根据 7 (h)和 h点绘成