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基于GIS的中国气候分区及综合评价

29卷第6期2007年11月资 源 科 学RES OURCES SCIE NCE V ol.29,N o.6N ov.,2007

文章编号:1007-7588(2007)06-0002-08

收稿日期:2007-03-03;修订日期:2007-08-01

基金项目:科技部公益性项目:“三峡库区陆地生态系统综合评价与预警”(编号:2003DI B4J14);国务院三峡办与国家林业局联合资助项目(编号:SX20012012)。

作者简介:郭志华,男,四川仁寿人,博士,副研究员,主要从事森林生态与林业3S 研究。

E 2m ail :guozh @http://www.doczj.com/doc/d1555ea20c22590102029db2.html

通讯作者:肖文发,E 2mail :xiaowen f @http://www.doczj.com/doc/d1555ea20c22590102029db2.html

基于GIS 的中国气候分区及综合评价

郭志华1

,刘祥梅

1,2

,肖文发1,王建力2,孟 畅

3

(11中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所,北京 100091;

21西南大学地理科学学院,重庆 400715;31南京陆军指挥学院作战实验中心,南京 210045)

  摘 要:气候是生态环境的一个重要因子,也是生态环境评价中的重要指标。本文应用地理信息系统技术,基于全国1973年~2002年734个气象站点的基本气象数据,计算了各气象站的多年平均气温、≥10℃积温、干燥度、年降水量和年降水变率等气候指标;对每个气候指标,利用聚类分析,将全国分成4~7个区域,进而在每个分区里利用“回归分析+残差修正”的方法进行插值,生成各气候指标的1km ×1km 栅格数据,最后利用层次分析法(AHP )建立全国的气候综合评价模型,对我国气候进行了综合评价,实现了参考土壤、植被等其他空间数据、进行气候要素区域空间变异的定量化表达及综合分析与评价。  关键词:中国气候;综合评价;插值;分区;GIS

1 引言

生态环境受地形、气候、土壤、植被和人类活动

等诸多因素的影响。目前,我国生态环境及其变化特点的研究越来越受到重视,生态环境的调查、监测、评价等方面的工作也迅速开展。气候是生态环境的一个重要因子,气候评价结果不仅可用于资源与环境的评价、生态系统的变化和管理、生态系统模型建立、植被生产力计算和生态区划等方面的研究,还可以为生态学、地学、资源与环境等学科的发展提

供重要的基础数据[1]

国内外对生态环境评价已有很多研究。生态环境综合评价一般是结合自然资源环境(如气候、土壤、植被、水文等)、经济环境(如经济水平、产业结构等)和社会环境(如人口状况、基础设施、生活质量等)等来评价的,单独的气候评价很少;并且过去我国的气候研究多以单个气象站点的观测数据和定性描述为主,数据以定点观测数据为主,而定量分析也只注重单一要素,区域气候特征的定量表达和多要素的综合分析评价还不多见。本文力图对中国的气候进行较为系统的评价,讨论水、热条件单一要素和综合要素的空间分布特点。

以前的许多研究都是利用一些气象站点的数据来对比分析的,基本是“点”与“点”之间的对比,很多

研究是利用一个气象台站的数据代表其附近区域的

数据,在台站分布稀少的地区,其代表的区域更大。一般情况下,一个单一的气象台站不能准确代表一个区域的气候特点,特别是在一些气候复杂和气候区域差异大的地区。本文利用ArcGIS 软件实现气候要素的空间分析,通过空间插值实现库区每个区域的定量化表达。每个栅格保留了气候的特征信息,结合各个数据的空间位置信息,可以方便的对比分析气候要素的空间分布和特征差异。

高空间分辨率、栅格化的气象数据能更好地表达
其连续分布的空间特征,利于区域空间特征的定量分析,与其他空间数据叠加,实现空间多要素的综合分析和整体评价。气候要素的栅格化是气候综合评价的基础。空间插值的方法很多[2~4]

高空间分辨率、栅格化的气象数据能更好地表达其连续分布的空间特征,利于区域空间特征的定量分析,与其他空间数据叠加,实现空间多要素的综合分析和整体评价。气候要素的栅格化是气候综合评价的基础。空间插值的方法很多[2~4]

,根据影响气候的主要因素不同(如经纬度、海拔高度、坡向、坡度、离水体远近等),选择的插值方法也不同。主要的插值方法有:局部插值法,如克里金插值法(K riging )、泰森多边形法(Thiessen polyg on )、反距离加权法(Inverse Distance Weighting ,I DW )、样条法(S plines )等;整体插值法,如趋势面法(T rend Surface )、多元回归法(Multiple regression )等;混合插

值法,是将整体插值法和局部插值法结合起来的一种方法。

本文以经纬度和海拔高度为气候的主要影

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