基于协同克里金插值的土壤耕作层含水率反演方法

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作者 郭交 朱哲 +2 位作者 项诗雨 邝晓飞 尉鹏亮 《农业机械学报》 北大核心 2025年第6期457-467,共11页

土壤耕作层是作物生长发育的基础,准确监测土壤耕作层含水率并对作物进行精准灌溉能提高作物产量和水资源利用率。为实现高效监测土壤耕作层含水率,提出一种基于协同克里金插值的土壤耕作层含水率反演方法。首先以能够获取土壤表层信息... 土壤耕作层是作物生长发育的基础,准确监测土壤耕作层含水率并对作物进行精准灌溉能提高作物产量和水资源利用率。为实现高效监测土壤耕作层含水率,提出一种基于协同克里金插值的土壤耕作层含水率反演方法。首先以能够获取土壤表层信息的Sentinel-1卫星数据为本文数据源,与具有可靠运算能力的XGBoost(Extreme gradient boosting)模型结合可以高效反演土壤表层含水率;将其大范围土壤含水率反演结果作为协变量,把115个实测土壤耕作层含水率作为主变量,利用土壤表层与耕作层变量间的协同关系,采用协同克里金方法插值得到土壤耕作层含水率;协同克里金法可以很好地利用土壤表层与耕作层变量间的协同关系提升插值精度,并且在一定程度上可解决土壤耕作层含水率实测数据量不足的问题。将土壤耕作层含水率克里金插值和利用表层与耕作层含水率线性拟合进行对比,结果表明,采用协同克里金插值反演土壤耕作层含水率能够大幅提高预测准确性,决定系数R^(2)分别提高0.25和0.20,均方根误差(RMSE)分别降低0.029、0.014 cm^(3)/cm^(3),平均绝对误差(MAE)分别降低0.028、0.015 cm^(3)/cm^(3),精度显著提高。 展开更多

关键词 土壤耕作层 土壤含水率 协同克里金 遥感反演 极端梯度提升

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基于迭代协同克里金反演的非均质地基固结沉降预测研究

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作者 高旭 宋琨 +2 位作者 李凌 晏鄂川 王卫明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期761-770,共10页

目前地基固结沉降反演预测多是以土体均质或分层假设为前提,然而天然地基水文、力学参数具有空间变异性是客观事实。鉴于此,提出了一种基于迭代协同克里金的非均质地基土体参数反演方法,据此开展了利用沉降和超孔隙水压力观测数据反演... 目前地基固结沉降反演预测多是以土体均质或分层假设为前提,然而天然地基水文、力学参数具有空间变异性是客观事实。鉴于此,提出了一种基于迭代协同克里金的非均质地基土体参数反演方法,据此开展了利用沉降和超孔隙水压力观测数据反演非均质地基土参数的数值试验研究,并结合敏感度分析解释了不同类型观测数据对非均质地基参数反演解析度的影响机制。结果表明:此方法反演的参数场是最优无偏估计;同时采用沉降和超孔隙水压力观测数据反演刻画非均质地基比单独采用沉降或超孔压数据反演刻画的非均质地基解析度更高,用于地基固结沉降预测效果也更好;不同类型观测信息对不同参数反演刻画解析度高低与观测信息对参数敏感度数量级呈正相关关系。 展开更多

关键词 迭代协同克里金 反演方法 非均质地基 固结沉降预测 敏感性

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基于协同克里金方法的重力梯度全张量三维约束反演 被引量：17

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作者 耿美霞 黄大年 +1 位作者 于平 杨庆节 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1849-1860,共12页

随着重力梯度全张量测量技术的日趋成熟,重力梯度全张量数据的三维反演技术日益受到重视与关注.全张量数据反演与重力数据反演一样仍然面临着严重的多解性问题.本文将基于地质统计学的协同克里金方法应用于重力梯度全张量数据三维反演,... 随着重力梯度全张量测量技术的日趋成熟,重力梯度全张量数据的三维反演技术日益受到重视与关注.全张量数据反演与重力数据反演一样仍然面临着严重的多解性问题.本文将基于地质统计学的协同克里金方法应用于重力梯度全张量数据三维反演,建立了密度约束下的多变量协同克里金联合反演方程,以降低反演的多解性.模型试验表明密度信息的加入能够有效降低反演的多解性,提高反演结果的分辨率,尤其是纵向分辨率能够得到显著提高.最后对美国德克萨斯州一个岩丘区所获得实际资料的应用表明了本文方法的实用性. 展开更多

关键词 重力梯度全张量 三维约束反演 协同克里金方法 地质统计学

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基于高光谱与协同克里金的土壤耕作层含水率反演 被引量：10

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作者 徐驰 曾文治 +1 位作者 黄介生 伍靖伟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第13期94-103,共10页

为研究土壤耕作层（0-40 cm）含水率的空间分布情况,利用EO-1的Hyperion传感器高光谱数据,对研究区域（106°20′-109°19′E,40°19′-41°18′N）的表层（0-10 cm）含水率进行定量反演,并利用表层含水率反演结果作为... 为研究土壤耕作层（0-40 cm）含水率的空间分布情况,利用EO-1的Hyperion传感器高光谱数据,对研究区域（106°20′-109°19′E,40°19′-41°18′N）的表层（0-10 cm）含水率进行定量反演,并利用表层含水率反演结果作为协同克里金插值的协变量,同时利用103个采样点实测的耕作层含水率作为主变量,进行协同克里金插值。结果表明：通过特征指数法提取水分反演的敏感波段集中在1 295-2 224 nm波长区间,特征指数法模型校正的相关系数r〉0.5但模型验证的精度较低（r〈0.2）;通过偏最小二乘法建模,模型校正的r〉0.8,模型验证的r〉0.5,效果较好;运用协同克里金插值时,将反演的表层含水率作为协变量,可以弥补主变量耕作层含水率样本点少,变异函数欠稳定的缺点,同时,所提取理论模型的块金值（C0）与基台值（C0＋C）的比值均〈25%,随机因素比例小,模型稳健。此外,协同克里金插值方法与利用表层与耕作层含水率线性拟合进行预测相比,能够有效提高预测精度,决定系数r2和Nash效率系数（nash-sutcliffe modelling efficiency,NSE）分别提高72.6%和89.9%,因此,将高光谱反演与协同克里金方法相结合,可以综合两者优势,节约采样成本,提高预测效率。 展开更多

关键词 土壤 含水率 遥感 高光谱 定量反演 协同克里金插值

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基于协同克里金插值法的土壤锰元素含量预测 被引量：17

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作者 高文武 姜燕 赵晋陵 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2018年第3期119-124,共6页

土壤中锰元素含量对植物的生长起着至关重要的作用,不同植物对锰元素含量的需求往往不同。因此,预测土壤中锰元素含量并进行空间制图对监测土壤生态环境及作物生长具有重要的现实意义。该文基于北京市房山区果园、水浇地、菜地、灌溉水... 土壤中锰元素含量对植物的生长起着至关重要的作用,不同植物对锰元素含量的需求往往不同。因此,预测土壤中锰元素含量并进行空间制图对监测土壤生态环境及作物生长具有重要的现实意义。该文基于北京市房山区果园、水浇地、菜地、灌溉水田和旱地5种耕地类型、1 497个采样点的土壤重金属元素数据,首先基于方差分析法解析5种耕地类型对土壤锰元素含量的影响;然后运用协同克里金插值方法预测各耕地类型下土壤中锰元素的含量,选取平均误差(ME)、均方根误差(RMSE)、标准化均方根误差(RMSSE)对插值结果进行精度评价。结果表明:耕地类型对土壤锰元素含量具有显著影响;果园、菜地、水浇地和旱地的锰含量块金系数都在0.63~0.75之间,均为中等强度空间相关性,锌、铁和铜含量共同作为辅助变量的插值精度高于单辅助变量的插值精度;果园、水浇地、旱地的RMSSE分别为1.072、0.978、0.979,表明对锰元素的预测精度都非常高。 展开更多

关键词 锰元素 方差分析 主成分分析 协同克里金插值法 后验误差分析

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基于协同克里金空气湿度空间插值研究 被引量：18

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作者 胡丹桂 舒红 《湖北农业科学》 北大核心 2014年第9期2045-2049,共5页

以东北三省(吉林、黑龙江、辽宁)38.90°-52.97°N,119.70°-132.97°E区域为试验区,利用东北三省1970-2009年气象站的空气相对湿度观测数据的40年平均值,采用普通克里金和协同克里金空间内插方法,估计试验区的空气湿... 以东北三省(吉林、黑龙江、辽宁)38.90°-52.97°N,119.70°-132.97°E区域为试验区,利用东北三省1970-2009年气象站的空气相对湿度观测数据的40年平均值,采用普通克里金和协同克里金空间内插方法,估计试验区的空气湿度分布情况。结果表明,空气相对湿度和降水量具有显著相关关系。当选取其中46个观测值时,引入了降水量作为协变量的协同克里金的插值方法比采用46个观测值的普通克里金的插值方法的均方根误差(RMSE值)降低了7.66%;当采用同样的协变量(77个降水量站点数据),46个湿度观测值的协同克里金比77个湿度观测值的协同克里金的精度更高,均方根误差降低了20.58%。因此,引入了降水量作为协变量的协同克里金插值方法提高了插值精度,并且使用协同克里金插值方法可以适度减少观测站点数量。 展开更多

关键词 协同克里金 插值 湿度 降水量

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粒子群优化协同克里金法在确定山地斜坡土层厚度中的应用 被引量：7

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作者 王桂林 向林川 孙帆 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2018年第6期60-66,共7页

克里金法是广泛应用的空间插值方法,但仅考虑单一因素的普通克里金法在确定山地斜坡土层厚度中存在较大误差。针对普通克里金法中的不足之处,提出了一种确定土层厚度的基于粒子群优化的协同克里金法。该方法首先用粒子群优化算法拟合半... 克里金法是广泛应用的空间插值方法,但仅考虑单一因素的普通克里金法在确定山地斜坡土层厚度中存在较大误差。针对普通克里金法中的不足之处,提出了一种确定土层厚度的基于粒子群优化的协同克里金法。该方法首先用粒子群优化算法拟合半变异函数,然后将该函数用于以高程值作为辅助变量的协同克里金法中,并根据均方根误差来评价土层厚度的不确定性。将该方法应用于重庆万盛某边坡土层厚度的确定,通过交叉验证,结果表明:与普通克里金插值法相比较,考虑高程的协同克里金法插值的均方根误差降低了39.32%;基于粒子群优化的普通克里金法和协同克里金法的均方根误差分别降低了28.79%和48.45%。基于粒子群优化的协同克里金插值法对提高土层厚度的插值精度有较大作用。 展开更多

关键词 克里金 协同克里金 土层厚度 空间插值 粒子群优化算法

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一种基于主成分分析的协同克里金插值方法 被引量：17

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作者 卢月明 王亮 +2 位作者 仇阿根 张用川 赵阳阳 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2017年第11期51-57,63,共8页

针对协同克里金插值方法在插值时,辅助变量较多造成计算复杂度增加,而辅助变量较少引起插值精度降低这一问题,提出了一种基于主成分分析的协同克里金插值方法(PCA-CoKriging)。该方法首先使用主成分分析对插值相关变量进行将维,得到较... 针对协同克里金插值方法在插值时,辅助变量较多造成计算复杂度增加,而辅助变量较少引起插值精度降低这一问题,提出了一种基于主成分分析的协同克里金插值方法(PCA-CoKriging)。该方法首先使用主成分分析对插值相关变量进行将维,得到较少几个综合指标,然后里利用这几个综合指标作为辅助变量进行协同克里金插值。为验证该方法的有效性和数据分布对该方法的影响,本文选取了2016年北京市范围内4个季节中PM2.5浓度满足正态分布效果不同的4组数据,分别使用PCA-CoKriging和普通克里金插值方法、常规协同克里金插值方法,进行了插值试验。结果表明,本文方法与普通克里金插值方法、常规协同克里金插值法在4组试验中的平均绝对误差分别为4.91、6.04、5.61,平均均方根误差分别为6.65、8.76、7.57。综合比较,本文方法比常规协同克里金插值的平均绝对误差与均方根误差分别提升了10.73%、12.56%,比普通克里金插值法的平均绝对误差与均方根误差分别提升了18.71%、24.09%。 展开更多

关键词 主成分分析 协同克里金插值 Pearson相关系数 PM2.5

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基于综合环境因子的协同克里金法分析茎柔鱼资源丰度空间分布 被引量：11

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作者 方学燕 陈新军 +1 位作者 冯永玖 陈芃 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期62-71,共10页

茎柔鱼是我国重要的远洋捕捞对象之一,研究其资源丰度空间分布问题,有助于更好地理解茎柔鱼的生态习性,并提高我国鱿钓渔船的生产效率。本文利用上海海洋大学鱿钓技术组提供的2003-2012年6-9月秘鲁外海茎柔鱼捕捞数据,结合海表面温度(SS... 茎柔鱼是我国重要的远洋捕捞对象之一,研究其资源丰度空间分布问题,有助于更好地理解茎柔鱼的生态习性,并提高我国鱿钓渔船的生产效率。本文利用上海海洋大学鱿钓技术组提供的2003-2012年6-9月秘鲁外海茎柔鱼捕捞数据,结合海表面温度(SST),海表面高度(SSH),海表面盐度(SSS)和叶绿素浓度(Chl a)进行协同克里金插值预测其资源丰度的空间分布。为了解决协同克里金插值中4个环境因子的权重问题,本文将4个环境因子进行归一化处理,利用主成分分析方法将其整合为单一综合环境因子,以此作为协变量。将综合环境因子与单位捕捞努力量渔获量(CPUE)进行相关性检验后进行协同克里金插值,根据平均误差(ME),均方根误差(RMSE)和标准化均方根(RMSSE)对插值结果评价,探讨此种方法的可行性。研究结果认为:(1)主成分分析方法获得的6-9月份的综合环境因子均与CPUE具有显著相关性;(2)6-7月份ME分别为0.002 6和0.002 5,预测准确性很高,平均预测结果稍高于实际观测值;而8-9月份的ME分别为-0.007 8和-0.000 2,预测准确性较高,平均预测结果稍低于实际观测值。6月份的RMSE估值精度最高,8月份的估值精度最低。6-7月份的RMSSE值小于1,说明都高估了预测的不确定性,8-9月份的RMSSE值大于1,说明都低估了预测的不确定性,则在6-9月份中的预测精度和准确性上会有一定程度的偏差。从ME、RMSE和RMSSE三者综合来看,6-9月的预测值具有一定的可靠性。 展开更多

关键词 茎柔鱼 空间分布 综合环境因子 协同克里金 秘鲁外海

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基于原位PXRF数据的土壤锰、锌污染分布协同克里金插值与高分地图绘制 被引量：1

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作者 赵曼颖 赵玉鑫 +5 位作者 沈铁志 李淑 姚光远 陈曾思澈 刘玉强 徐亚 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期599-609,共11页

高分辨率土壤重金属污染绘图(HRMMs)有助于准确识别需要进行风险管控或修复的区域.传统HRMMs基于网格模式土壤采样,开展化学分析并采用地质统计插值方法绘制污染分布地图,成本高、速度慢,且不适合高度异质性污染场地.该研究提出了一种... 高分辨率土壤重金属污染绘图(HRMMs)有助于准确识别需要进行风险管控或修复的区域.传统HRMMs基于网格模式土壤采样,开展化学分析并采用地质统计插值方法绘制污染分布地图,成本高、速度慢,且不适合高度异质性污染场地.该研究提出了一种通过多元非线性回归改善便携式X射线荧光分析(PXRF)数据,采用改进的PXRF数据进行协同克里金插值,以及HRMMs地图绘制和重金属污染分布预测的新方法.为了支持模型的建立和验证,选择我国西北某锰、锌污染场地开展研究.结果表明:(1)引入PXRF数据作为协同克里金插值的辅助变量能有效提高插值精度,而校正的PXRF数据可进一步提高空间刻画精度.重金属Mn和Zn的校正PXRF协同克里金插值较原始PXRF协同克里金插值的平均误差分别降低了4.5%和78.2%.(2)主变量点位密度的变化会改变校正后PXRF协同克里金插值的精度.以Zn为例,当主变量点位密度大于4个/(10^(4)m^(2))时,校正后的PXRF协同克里金插值的精度显著降低.(3)增加辅助变量点位密度可显著提高协同克里金插值精度.当辅助变量点位密度增至7个/(10^(4)m^(2))时,校正后PXRF协同克里金插值的平均误差与均方根误差分别降低了92.4%和34.7%.研究显示,通过对PXRF数据的校正可有效提高污染物协同克里金插值的精度,同时协同克里金插值需要满足一定量的主变量点位密度要求,且辅助变量点位密度越高,协同克里金插值的精度越高. 展开更多

关键词 协同克里金插值 主变量点位密度 辅助变量点位密度 PXRF辅助变量

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基于协同克里金的大坝心墙渗流空间模型研究 被引量：4

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作者 徐炳生 王伟 +1 位作者 徐颖 杨哲 《水电能源科学》 北大核心 2022年第7期98-101,共4页

心墙渗流监控模型构建是保障高土石坝安全运行的关键技术问题。针对单测点模型难以有效反映心墙渗流空间分布、传统空间模型方法无法考虑环境量影响等问题,引入协同克里金法,构建了以关键环境因子作为协变量的大坝心墙渗流协同克里金空... 心墙渗流监控模型构建是保障高土石坝安全运行的关键技术问题。针对单测点模型难以有效反映心墙渗流空间分布、传统空间模型方法无法考虑环境量影响等问题,引入协同克里金法,构建了以关键环境因子作为协变量的大坝心墙渗流协同克里金空间模型,并将该模型应用于某土石坝心墙渗流中。工程应用结果表明,基于水位协变量的大坝心墙渗流协同克里金空间模型精度较高,能有效反映心墙渗流整体空间分布规律,其中测点位置、协变量因子的选取及建模测点数量是影响模型精度的主要因素,具有一定工程应用价值。 展开更多

关键词 高土石坝 空间模型 心墙渗流 协同克里金

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贝叶斯同位置协同克里金(Bayesian collocated CoKriging)估值法的研究 被引量：6

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作者 牛文杰 朱大培 陈其明 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期343-347,共5页

针对原同位置协同克里金 (CollocatedCoKriging)法在研究区域大、硬数据少、择优采样严重的情况下 ,外推不可靠和贝叶斯克里金 (BayesianKriging)法在估计先验数据期望值时对尺度敏感的问题 ,根据这两种方法的原理提出并推导一种新的贝... 针对原同位置协同克里金 (CollocatedCoKriging)法在研究区域大、硬数据少、择优采样严重的情况下 ,外推不可靠和贝叶斯克里金 (BayesianKriging)法在估计先验数据期望值时对尺度敏感的问题 ,根据这两种方法的原理提出并推导一种新的贝叶斯同位置协同克里金估值方法 .论述了该方法不但具有一般克里金法的性质 ,而且综合了前两种方法的优点 .通过实例验证 ,其估值效果良好 . 展开更多

关键词 贝叶斯同位置协同克里估质金 贝叶斯克里金法 油田测井

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基于SMOTE辅助分区误差控制的随机森林土壤重金属含量预测模型

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作者 陈敏 董泽馨 +3 位作者 秦莉 张晨晨 张彦儒 孙思佳 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第3期580-591,共12页

土壤中重金属空间分布的准确预测是制定科学合理的土地利用规划以及构建有效风险管理措施的关键环节。本研究旨在探索一种结合合成少数类过采样技术(SMOTE)和分区误差控制混合策略的随机森林(RF)模型,利用长株潭(长沙市、株洲市和湘潭市... 土壤中重金属空间分布的准确预测是制定科学合理的土地利用规划以及构建有效风险管理措施的关键环节。本研究旨在探索一种结合合成少数类过采样技术(SMOTE)和分区误差控制混合策略的随机森林(RF)模型,利用长株潭(长沙市、株洲市和湘潭市)区域8种重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)及29项环境辅助变量数据,开展区域土壤重金属空间预测精度比较研究。将本研究构建的模型与全区及分区随机森林建模方法进行了比较分析,同时,也与三种经典地统计学方法——普通克里金(OK)、协同克里金(CK)和反距离加权法(IDW)进行了对比。结果表明:相较于全区建模方法,本研究构建的模型在预测Cd、Cr、Hg、Ni、Pb和Zn 6种重金属含量的R^(2)值提升了15.87%~35.39%;与分区建模方法相比,所有8种重金属的预测精度也有了显著提高,R^(2)值的增幅为3.03%~66.86%。与地统计学方法比较,本模型在Cd、Cr、Hg、Pb和Zn 5种重金属预测中表现出优越性,与OK、CK和IDW法相比,R^(2)值分别提升了2.45%~13.80%、15.09%~89.95%、1.57%~102.91%。本研究探索的混合策略模型显著提高了长株潭区域土壤中8种重金属元素的预测准确度,表明SMOTE技术和分区误差控制策略的结合应用在环境科学领域内有巨大潜力。该模型不仅在预测精度上超越了传统模型和方法,还为环境监测和管理提供了一种有效的新工具。 展开更多

关键词 土壤重金属预测 随机森林 SMOTE过采样 普通克里金 协同克里金 反距离加权

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基于克里金方法的中国土壤呼吸预测及其分析

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作者 向小露 黄萍 +2 位作者 朱子俊 徐若暄 罗梦露 《农村科学实验》 2020年第11期109-111,113,共4页

文章立足于全球变暖、环境恶化的背景下,对中国境内土壤呼吸展开研究。土壤呼吸是影响气候变化的一大重要因素。本文收集SRDB数据库中相关中国区域内土壤呼吸数据以及CNKI中收录的相关论文数据,采用协同克里金的的分析方法,预测中国年... 文章立足于全球变暖、环境恶化的背景下,对中国境内土壤呼吸展开研究。土壤呼吸是影响气候变化的一大重要因素。本文收集SRDB数据库中相关中国区域内土壤呼吸数据以及CNKI中收录的相关论文数据,采用协同克里金的的分析方法,预测中国年均土壤呼吸总量分布并利用ArcGIS软件绘制出中国年均土壤呼吸总量分布图。将其再与中国气候等分布图对比分析后。结果表明,土壤呼吸速率与温度、降水量等具有明显的正相关性,并且标准均方根仅为0.98,说明此预测图受突出数据的影响比较小,具有比较高的参考性,同时也对预测图形成的原因进行了分析,发现植被质量以及土壤对土壤呼吸速率具有较大的影响力。 展开更多

关键词 协同克里金 土壤呼吸 插值预测

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基于势场插值的铁路沿线活动断裂几何特征建模方法

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作者 刘大立 朱庆 +2 位作者 王强 李赟 周润芳 《地理与地理信息科学》 北大核心 2025年第4期1-7,共7页

西部山区铁路沿线断裂类型多样,形态各异,而构建准确的断裂几何模型是支撑数字孪生系统服务铁路安全建设与灾害防控的关键。受恶劣自然条件和高昂勘探成本制约,断裂深部特征数据严重缺失;常用的隐式建模方法在数据稀疏条件下难以有效捕... 西部山区铁路沿线断裂类型多样,形态各异,而构建准确的断裂几何模型是支撑数字孪生系统服务铁路安全建设与灾害防控的关键。受恶劣自然条件和高昂勘探成本制约,断裂深部特征数据严重缺失;常用的隐式建模方法在数据稀疏条件下难以有效捕捉复杂断裂结构,模型精度不足。该文采用势场插值方法解决山区铁路沿线断裂建模问题,通过整合多源异构数据,利用通用协同克里金插值算法构建连续势场以表征断裂空间分布特征,建立断裂几何结构模型。选取西部山区某铁路隧道沿线区域断裂进行方法验证,采用DSI和RBF插值算法构建对比模型,基于均方根误差定量评估3种建模方法的几何精度。结果表明:基于通用协同克里金插值的三维断裂模型较其他两种算法建模精度更高,且可有效解决山区铁路沿线不完备数据条件下的断裂三维建模问题,为沿线地质灾害风险防控与地壳稳定性分析提供科学依据与关键技术支撑。 展开更多

关键词 山区铁路 断裂建模 势场插值 通用协同克里金插值 几何特征建模

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确定性反演协同约束的叠后随机地震反演方法 被引量：9

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作者 张丰麒 刘俊州 +2 位作者 刘兰锋 时磊 韩磊 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期1137-1149,I0014,I0015,共15页

在前人的工作基础上,提出了确定性反演协同约束的叠后随机地震反演方法。以序贯Gibbs扰动模拟、扩展Metropolises—Hastings(M-H)算法为核心,引入层序地层网格,自适应融入地质统计学、构造以及沉积模式等信息,整个反演过程无需计算地层... 在前人的工作基础上,提出了确定性反演协同约束的叠后随机地震反演方法。以序贯Gibbs扰动模拟、扩展Metropolises—Hastings(M-H)算法为核心,引入层序地层网格,自适应融入地质统计学、构造以及沉积模式等信息,整个反演过程无需计算地层的局部倾角或进行复杂的坐标转换。针对随机地震反演结果的高频成分仍具有较大的不确定性,造成不同实现展示的储层特征差异较大,结合序贯Gibbs扰动模拟与同位协同克里金,通过引入确定性反演结果的协同约束,进一步限定随机反演候选解空间,从而降低随机地震反演高频成分的不确定性。获得以下认识:①相比确定性反演,随机地震反演可以产生高分辨率的反演结果,其中垂向变差影响随机反演的垂向分辨率,横向变差影响随机反演的横向连续性。②与均匀地震网格相比,由于层序地层网格融入了构造和沉积模式等信息,因此更适合变差函数横向约束随机反演;借助重采样矩阵,在层序地层网格进行抽样模拟,在均匀地震网格进行褶积正演,整个反演过程既满足构造和沉积模式的约束,同时又符合地球物理原理。③通过引入确定性反演的协同约束,可进一步限定候选解的解空间,增强波阻抗随机反演结果与确定性反演结果的相关性,进而降低随机反演高频成分不确定性。实际数据试算表明,通过对比随机反演的四个不同实现,验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 高分辨率 随机地震反演 序贯Gibbs扰动模拟 扩展M-H算法 层序地层网格 同位协同克里金

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黄淮海平原不同土地利用方式下土壤呼吸空间变异预测

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作者 李键 薛澄 +3 位作者 杨扬 谢梦姣 彭正萍 王洋 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期101-109,121,共10页

[目的]探究土壤呼吸的空间变异特征及协同克里金法预测土壤呼吸准确性,从而为精准预测陆地不同生态系统土壤碳收支研究提供数据参考。[方法]选取黄淮海平原北部典型耕地、草地和林地作为研究样区,基于表征土壤理化性质的辅助指标用协同... [目的]探究土壤呼吸的空间变异特征及协同克里金法预测土壤呼吸准确性,从而为精准预测陆地不同生态系统土壤碳收支研究提供数据参考。[方法]选取黄淮海平原北部典型耕地、草地和林地作为研究样区,基于表征土壤理化性质的辅助指标用协同克里金法对土壤呼吸进行了预测,以评估其与普通克里金法预测的精准度。[结果]土壤呼吸在不同土地利用方式的研究样区均呈现中等程度变异,变异系数分别为33%(耕地),24%(草地)和31%(林地)。土壤呼吸空间相关距离由大到小依次是林地(15.12 m)、耕地(3.83 m)和草地(2.47 m)。基于相关分析和协同克里金法模拟确定土壤呼吸空间变异最优辅助指标,在耕地为碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P)和土壤pH值;草地和林地除共有辅助指标土壤水分(SM)和土壤温度(ST5)外,土壤pH值和气温(TEMP)依次为其二者特有的辅助指标。土壤呼吸空间变异预测表明协同克里金均比普通克里金法插值精度高,其在草地提升最为明显,平均绝对误差(MAE)、平均相对误差(MRE)、均方根误差(RMSE)和平均标准误差(MSE)分别提高10.14%,9.82%,9.10%,10.87%,在林地中各误差精度提高介于4.78%(MAE)~12.09%(MRE),在耕地中预测精度提升最小,协同克里金法比普通克里金法预测精度仅平均提高3.27%。[结论]土壤呼吸的影响因子作为辅助变量的协同克里金法可以更准确地预测林地、耕地和草地土壤呼吸的空间变异特征。 展开更多

关键词 土壤呼吸(SR) 普通克里金 协同克里金 土地利用 地统计

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波阻抗约束下的测井信息在储集层岩相随机建模中的应用 被引量：15

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作者 李玉君 邓宏文 +2 位作者 田文 程彦武 张艳秋 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期569-571,共3页

在井距较大、完钻井较少的砂泥岩储集层岩相表征中,采用多级建模思路,充分利用地震和测井信息,首先根据波阻抗数据与自然伽马、自然电位之间的相关关系,以地震资料为约束,利用同位协同克里金模拟方法,模拟自然伽马场和自然电位场;然后... 在井距较大、完钻井较少的砂泥岩储集层岩相表征中,采用多级建模思路,充分利用地震和测井信息,首先根据波阻抗数据与自然伽马、自然电位之间的相关关系,以地震资料为约束,利用同位协同克里金模拟方法,模拟自然伽马场和自然电位场;然后根据自然伽马场和自然电位场与岩相之间较好的对应关系,对岩相进行三维建模。应用此方法建立了准噶尔盆地中部莫西庄某井区主要储集层三工河组二段二砂层组(J1s22)的岩相模型,结果表明,该方法有效地弥补了井间信息不足的缺陷,所建模型能够很好地揭示该区内砂体分布和油水分布。 展开更多

关键词 随机模拟 波阻抗 同位协同克里金 自然伽马 自然电位

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基于SWAP模型同化遥感数据的黑龙江南部春玉米产量监测 被引量：16

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作者 王利民 姚保民 +2 位作者 刘佳 杨玲波 杨福刚 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第22期285-295,共11页

农作物种植类型的地理分布差异,气候条件差异、土壤环境不同等因素的影响,需要开展农作物生长模型参数区域化、本地化的研究工作;通过改善区域气象数据空间化方法以提升插值精度的研究,也需要得到应用的重视。针对以上问题,该文以SWAP(s... 农作物种植类型的地理分布差异,气候条件差异、土壤环境不同等因素的影响,需要开展农作物生长模型参数区域化、本地化的研究工作;通过改善区域气象数据空间化方法以提升插值精度的研究,也需要得到应用的重视。针对以上问题,该文以SWAP(soil-water-atmosphere-plant model,土壤-水-大气-作物模型)模型为基础,以中国黑龙江省南部地区作为研究区域,以其主要农作物春玉米为目标作物,确定研究春玉米的作物生长模型参数,并综合考虑纬度及海拔对气温的影响情况,研究将协同克里金(coKriging)方法引入作物生长模型气象数据插值获取中,从而提高模型输入参数中气象数据精度,并以叶面积指数(leaf area index,LAI)及蒸散发(evapotranspire,ET)数据作为同化遥感数据源,通过优化玉米灌溉量和出苗日期,获取了研究区2013年的玉米产量空间分布成果,与统计资料结果对比,玉米总产量监测结果的R2达到了0.939 4,均方根误差(root mean squared error,RMSE)达到了148 065 t,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)为114 335 t。研究区15个县市区的预测单产和统计单产之间的决定系数达到了0.724 5,RMSE为598.5 kg/hm^2,MAE为531.5 kg/hm^2。研究结果表明,利用SWAP模型,以协同克里金方法获取气象数据空间插值成果作为输入数据,通过同化LAI和ET遥感数据,可以有效进行黑龙江南部区域的玉米产量遥感监测,为区域作物生长及生产力的遥感监测预测提供参考。 展开更多

关键词 作物 遥感 模型 玉米 叶面积指数 蒸散发 协同克里金 同化 SWAP模型

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基于Co-kriging的呼伦贝尔市2018年降水量空间分布特征模拟及插值精度分析 被引量：15

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作者 任宾宾 王平 +2 位作者 邱绍柱 杜卫红 白絮飞 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期162-171,共10页

因降水发生随机性强、连续性差,获得高精度、高时空分辨率的降水空间数据一直是地球科学等相关领域研究的难点和热点.内蒙古呼伦贝尔市地处温带半湿润、半干旱气候区,降水是该区域关键生态因子和稀缺资源,降水空间模拟具有重要意义.本... 因降水发生随机性强、连续性差,获得高精度、高时空分辨率的降水空间数据一直是地球科学等相关领域研究的难点和热点.内蒙古呼伦贝尔市地处温带半湿润、半干旱气候区,降水是该区域关键生态因子和稀缺资源,降水空间模拟具有重要意义.本研究根据该市16个国家气象站点2018年逐日降水数据,采用协同克里金(Co-kriging)法模拟了年、季降水量空间差异;根据125个检测站点降水量相对误差分析了空间插值精度及其影响因素.结果表明:①降水量空间差异有统计学意义,自东向西,年降水量由750 mm左右逐渐降低至220 mm左右,等降水量线延伸方向与大兴安岭走向基本一致,夏、秋季降水量空间分布与之相似;②降水量空间插值精度年大于季,夏、秋季大于冬、春季,年降水量预测值与实测值之比近于1(p<0.001),平均相对误差MRE较小(11.4%);③年降水量空间插值精度与降水频率呈正相关(p=0.023),与经度、海拔分别呈极显著正、负相关关系(p<0.001),与之相似,越向东,夏、秋季降水量空间插值精度越高,海拔越高,插值精度越低;降水量较少的季节(冬、春、秋季),降水空间插值精度受降水频率影响较大,且由Co-kriging模型导致的“平滑效应”明显;④通过Co-kriging插值法得到的年、夏季降水空间数据可靠,可供站点稀少的类似区域降水空间插值研究借鉴. 展开更多

关键词 呼伦贝尔市 降水量 协同克里金 插值精度 降水频率 宏观地理因子

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