区域气象要素的空间插值方法比较研究——以华北地区为例

山东林业科技

2 0 1 4年第 6期

总 2 1 5期

S HA ND 0 N G F 0 R E s T R Y S C I E N C E AN D T E c HNO L O G Y

2 0 1 4 . No . 6

文章编号： 1 0 0 2—2 7 2 4 ( 2 0 1 4 ) 0 6—0 0 0 1—0 6

区域气象要素的空间插值方法比较研究 ——

以华北地区为例

宋亚男，王秀兰，冯仲科 (北京林业大学林学院，北京 1 0 0 0 8 3 )

摘要：本文采用华北地区 3 5个国家气象站点的 2 0 1 1~2 0 1 2相对湿度日值和气温日值，基于 Ar c G i s的空间分析模块，用 反距离加权法、张力样条函数法、克里格和趋势面 4种方法对不同时间尺度的相对湿度与气温进行空间插值，并交叉验证。

结果表明： 4种方法都能较好的反映出华北不同时间尺度的相对湿度以及气温的空间分布情况；年尺度插值总体优于月尺度 插值结果；克里格是最适合于华北年平均相对湿度插值的一种方法，月尺度相对湿度空间插值反距离加权法最优；气温的不 同时间尺度的插值结果都是克里格和反距离加权法较优。 关键词：地理信息系统；相对湿度；气温；空间插值；华北中图分类号： S 7 1 6 . 2 文献标识码： A

Re g i on al me t e O r Ol O g i c al s pa t i a l i nt e r po l a t i o n t e c hn i q ue s -a c a s e s t ud y o f No r t h Chi n a

S 0 N G Ya n a n,W A NG Xi ul a n, FEN G Zho ngk e

( Co l l e g e o f F o r e s t r y,Be i j i n g F o r e s t r y Un i v e r s i t y, B e i j i n g, 1 0 0 0 8 3, P.R.Ch i n a ) Ab s t r a c t:Thi s a r t i c l e a d opt s r e l a t i v e h um i di t y a n d t e mp e r a t u r e va l ue o f 3 5 na t i o na l me t e o r 0 1 o gi c a I s t a t i on s i n Nor t h Ch i n a

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2 0 1 1~2 0 1 2,b a s e d o n t h e s p a t i a l a n a l y s i s mo d u l e o f Ar c Gi s,i n v e r s e d i s t a n c e we i g h t e d me t h o d.t h e t e n s i o n S p l i n e f u n c t i o n me t h od,K r i gi ng a nd Tr e nd s ur f a c e me t hod o n d i f f e r e nt t i me s c a l e s,a nd u s i ng c r o s s va l i da t i on t O t e s t t he r e s ul t s .Te s t i ndi c a—

t o t s i n c l u d e t h e a b s o l u t e e r r o r,r e l a t i v e e r r o r,me a n s q u a r e e r r o r,t h e c o n s i s t e n c y t e s t i n d e x .Th e r e s u l t s s h o w t h a t:t h e f o u r me t h o d s c a n b e t t e r r e f l e c t t h e r e l a t i v e h u mi d i t y a n d t e mp e r a t u r e d i s t r i b u t i o n i n d i f f e r e n t t i me s c a l e s;y e a r s s c a l e i s g e n e r a l l y S U— pe r i or t o t h e m on t h s c a l e i nt e r pol a t i on r e s ul t s . Kr i gi ng i s t he m os t s u i t ab l e f or No r t h Chi na a n nu a l a v e r a ge me t h od f or r e l a t i ve hu mi di t y i nt e r p o l a t i on. The be s t me t ho d f or mo nt h s c a l e s p a t i a l i nt e r p o l a t i on o f r e l a t i ve hum i di t y i s t he i nv e r s e di s t a n c e we i gh— t e d me t h od . Kr i gi ng a nd

i n ve r s e di s t a n c e we i g ht i ng me t h od i n t h e t e m pe r a t ur e of d i f f e r e n t t i me s c a l e s i n t h e s pa t i a l i nt e r po l a— t i on me t hod s a r e be t t e r t h a n t he o t he r s .

Ke y wo r d s:Ar c g i s;r el a t i ve h um i di t y;a i r t e m pe r a t ur e; s p a t i al i nt e r p o l a t i on me t ho ds;N or t h Ch i n a

相对湿度、气温等气象要素对于水土保持工作

的方法； J u h a A a l t o等人得出平均气温的最佳预测方法是广义加性模型，预测平均降水量最准确的方法是与外部漂移克里格法r 6]。J o h n J o s e p h, I .H

中林草措施、工程措施等的实施都有举足轻重的影响。基于 Ar c Gi s的空间插值的方法应用于气象要

素、土壤状况等很多方面国内外都有研究。金君、万 龙、江善虎、段晋芳等人以不同方法对气温或者降水

u n o v等人发现臭氧浓度的空间插值方法中克里格 与线性回归较优]。D AVI D W.WONG等人发 现克里格比较适合美国空气质量的空间插值[ 9]。 本文主要研究华北区相对湿度和气温的空间插

量进行空间插值，他们得出的结果表明梯度距离平方反比法、克里金、薄板光滑样条、反距离加权法是较优的几种方法l 1 ; P a u l D .W a g n e r等人得出因 为地形障碍而得到的风向距离和卫星采集的年降水量数据这两个协变量加入回归空间插值模型是最佳 收稿日期： 2 0 1 4—0 9—2 2

值最优方法，找出一种方法能较准确地预测出无站 点数据区域的相对湿度与气温情况，从而为弥补华北地区气象站点空间分布不均，站点数少的不足。

作者简介：宋亚男( 1 9 8 9 -),女，内蒙古人，硕士研究生。主要研究方向： 3 S在资源环境中的应用。E— ma i l: 1 3 6

7 4 3 4 2 2@q q . cor n。

*通讯作者：王秀兰( 1 9 6 8一),女，内蒙 g -/ .,博士，副教授。主要研究方向：资源与环境监测评价，土地利用/土地覆盖变化研 究。 E~ ma i l: wa n g x i u 1 a n 2 O 0 O@s i n a . C O。 1

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