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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
1
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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一种基于主成分分析的协同克里金插值方法 被引量：17
2
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
3
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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基于高光谱与协同克里金的土壤耕作层含水率反演 被引量：10
4
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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基于势场插值的铁路沿线活动断裂几何特征建模方法
5
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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基于GIS的降雨空间插值研究--以湖南省为例 被引量：23
6
作者 阳宽达 谢红霞 +3 位作者 隋兵 周清 刘沛 王海涛 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2020年第3期134-138,145,共6页
降水数据是区域水文模拟、水资源分析和管理及地质灾害预警等方面的基础数据,提高降雨数据的插值精度具有重要的理论和现实意义。以湖南省为研究区,结合站点观测降雨数据、TRMM雷达降雨数据及DEM数据,采用克里金插值和协同克里金插值两... 降水数据是区域水文模拟、水资源分析和管理及地质灾害预警等方面的基础数据,提高降雨数据的插值精度具有重要的理论和现实意义。以湖南省为研究区,结合站点观测降雨数据、TRMM雷达降雨数据及DEM数据,采用克里金插值和协同克里金插值两种方法进行了降雨插值,通过对比研究降雨插值精度。结果表明:(1)引入与降雨空间信息相关的TRMM,DEM数据的协同克里金插值能够提高插值精度,以TRMM,DEM为辅助变量的协同克里金插值的平均相对误差较克里金插值降低了0.02%,0.23%;(2)降雨观测数据插值结果对于TRMM,DEM这两种协变量表现出不同的灵敏度,以DEM为协变量的克里金插值的插值精度要高于以TRMM为协变量的克里金插值,研究区的降雨量与地形因素有更高的相关性。 展开更多
关键词 普通克里金插值 协同克里金插值 降雨 插值精度
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多信息融合的近地表速度建模技术及应用 被引量：24
7
作者 赵玲芝 谷跃民 张建中 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期34-41,共8页
为了提高复杂区近地表速度模型的构建精度,提出并实现了基于多信息融合的近地表速度模型构建技术。采用协同克里金的插值方法,根据初至反演的近地表速度与近地表调查速度的相关性及变化趋势,确定对应的变差函数和用于插值的权系数,对速... 为了提高复杂区近地表速度模型的构建精度,提出并实现了基于多信息融合的近地表速度模型构建技术。采用协同克里金的插值方法,根据初至反演的近地表速度与近地表调查速度的相关性及变化趋势,确定对应的变差函数和用于插值的权系数,对速度变量进行协方差的空间估计,使横向的速度变化趋势既与大炮初至层析反演的结果较吻合,数值上又与近地表调查的结果基本一致。该方法可以提高复杂近地表速度模型的精度。在中国西部复杂区地震资料的应用取得了较好的效果,进一步验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 大炮初至 近地表调查 近地表模型 协同克里金插值
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天水市“7.25”群发性浅层滑坡降雨阈值及空间分布研究 被引量：11
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作者 黄森 崔素丽 +2 位作者 辛鹏 王涛 梁昌玉 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期181-190,共10页
极端降雨的出现常伴随大规模区域地质灾害的发生,为了减少灾害造成的损失,对极端降雨引起的区域性滑坡进行预测就显得尤为重要,确定诱发群发滑坡的降雨阈值及空间分布是预测的关键。本文以2013年7月天水极端降雨灾害事件为例,以小时降... 极端降雨的出现常伴随大规模区域地质灾害的发生,为了减少灾害造成的损失,对极端降雨引起的区域性滑坡进行预测就显得尤为重要,确定诱发群发滑坡的降雨阈值及空间分布是预测的关键。本文以2013年7月天水极端降雨灾害事件为例,以小时降雨数据为基础,基于协同克里金插值法和斯皮尔曼相关系数法,经统计分析得到不同降雨模式下引发群发滑坡的降雨阈值及空间分布规律。研究结果表明:①本次群发性浅层滑坡的形成主要是在前期四次强降雨的周期作用下形成的,四次降雨过程对滑坡空间分布的影响作用依次为首次降雨的准备工作,第二次降雨的决定作用,第三次降雨的推动作用及第四次降雨的成灾作用;②研究区群发性浅层滑坡的最小小时降雨、强降雨、累积降雨阈值分别为15 mm/h,、105 mm和250 mm;③滑坡主要集中发育在研究区中部区域,东南部次之,西北部最少,滑坡发育程度与降雨量大小呈正相关。研究所得群发滑坡降雨阈值及空间分布可为该地区的滑坡灾害监测预警及城镇规划提供参考依据。 展开更多
关键词 群发滑坡 降雨过程 协同克里金插值 斯皮尔曼等级相关 降雨阈值 空间分布
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基于最小响应单元的地下水埋深时空分异特征研究 被引量：5
9
作者 牛腾 岳德鹏 +3 位作者 于佳鑫 于强 王朋冲 胡雅慧 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期238-246,共9页
采用协同克里金插值方法,以2005、2009、2013、2017年4 a翁牛特旗地下水埋深为主变量,以NDVI(归一化植被指数)、降水量和河网密度为协变量,计算研究区内的地下水埋深,运用改进水文响应单元模式,在空间上将协同克里金插值后的地下水埋深... 采用协同克里金插值方法,以2005、2009、2013、2017年4 a翁牛特旗地下水埋深为主变量,以NDVI(归一化植被指数)、降水量和河网密度为协变量,计算研究区内的地下水埋深,运用改进水文响应单元模式,在空间上将协同克里金插值后的地下水埋深栅格数据转换为矢量数据,将传统的简单插值分析方法运用协同克里金和最小响应单元进行改进,使之更贴合实际地下水汇流情况,获取最小响应单元551个,并据此进行空间整体与局部自相关分析。结果表明,在研究区空间上,地下水埋深东西分异规律明显,地下水位呈现西高、东低的态势,受降水和河流影响逐渐变大;在时间序列上,地下水埋深平均变化不大,但逐渐呈现聚集的趋势。 展开更多
关键词 地下水埋深 时空分异 协同克里金插值 最小水文响应单元 空间自相关
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煤矿微生物复垦区灌木林下土壤养分的空间异质性 被引量：23
10
作者 毕银丽 胡晶晶 刘京 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2908-2917,共10页
微生物复垦技术近年来已成为矿区土地复垦新的研究方向,微生物复垦多年后,新的人工生态系统已建立,其灌木林下土壤养分的空间异质性研究成为关注的重点。选择神东大柳塔采煤沉陷地微生物复垦地为研究区,利用经典统计学、地统计学和协同... 微生物复垦技术近年来已成为矿区土地复垦新的研究方向,微生物复垦多年后,新的人工生态系统已建立,其灌木林下土壤养分的空间异质性研究成为关注的重点。选择神东大柳塔采煤沉陷地微生物复垦地为研究区,利用经典统计学、地统计学和协同克里金插值方法,研究采煤沉陷地微生物复垦区灌木林下土壤全氮、有机质和速效磷的空间异质性及其影响因素。结果表明:研究区土壤全氮、有机质和速效磷的含量均值分别为0.50 g/kg,11.93 g/kg,2.24 mg/kg,均呈现出中等强度变异,存在空间自相关性。选择能表征丛枝菌根真菌特性的关键因子土壤菌丝密度,发现土壤菌丝密度与土壤全氮、有机质和速效磷含量呈极显著正相关性。以土壤菌丝密度为协变量的土壤全氮、有机质和速效磷的最优模型分别为高斯模型、球状模型和高斯模型,决定系数分别为0.709,0.757和0.467,均高于单一变量的土壤全氮、有机质和速效磷的决定系数。以菌丝密度为辅助变量的土壤全氮、有机质和速效磷均呈现强空间自相关性,有机质的变程较长,空间连续性较好;土壤全氮空间分布呈块状分布,对空间依赖性较强;土壤速效磷呈不规则斑块状,破碎化程度高。以菌丝密度为辅助变量进行协同克里格插值能够显著提高土壤全氮、有机质和速效磷含量的预测精度。 展开更多
关键词 微生物复垦技术 土壤养分 空间异质性 经典统计学 地统计学 协同克里金插值 采煤沉陷
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