中国流域降水数据的空间插值方法评估

甘肃科技Gansu Science and Technology第35卷第16期2019年8月Vol.35 No.16Aug.2019雨量数据空间探索与插值方法探讨刘潘（西安科技大学测绘科学与技术学院，陕西 西安710054）摘 要：对降雨量资料中的样本数据用直方图和正态QQ 分布图进行了空间分布规律的探究以及自相关性的趋势分析,并结合空间分辨率为30m 的高程数据以及陕西省流域图离群值的合理性进行分析;对处理后的数据进行了空间插值分析，插值方法有确定性插值（全局多项式法、反距离权重法、样条函数法）以及克里金插值法（简单克里金法、普 通克里金法）两大类;通过交叉验证和一般验证来获取不同插值方法的精度，进行比较得出精度值最高的插值方法，并 通过精度值选择最合适的模型来分析陕西省的降雨量空间分布规律。

主要得出以下结论：（1）通过热点分析，研究区域的高程值与雨量值呈现负相关；（2'地形地貌和河流对研究区域的降雨量有很大影响* （3）在确定性插值方法中，样条函数法的研究区整体精度高于全局多项式法和反距离权重法；（4）在克里金插值方法中，普通克里金法的研究区整体 精度高于简单克里金法；（5）普通克里金法的研究区整体精度高于样条函数法*关键词：地统计分析；自相关;确定性插值;克里金插值法 中图分类号:P221概述在我国时常出现干旱与洪水并存的现象，社会自 了 」来，我国几乎年年发生南涝北旱，方会，而研究降雨量的空间分布以及插值方法，以为 据*因此对降雨量的空间插值 有了高 ，本：文究某一区域通插值方法得到高精度的降雨趋势图*探索性分析是一种无先验假设的条件下，而且规避了一般统计方法时，提出先验条件的 I 影响，之后对样本数据的分布特性进行了研究分 析，并以此来全的 数据内在关系，如数据的特点、分布以及模式，从很客观、有依据的 给数据分析者的方法叫在19世纪80年代，Marquinez 等人将地形因子 作为影响降雨量的子考虑，分析了降水和一系列地形变量的关系叫Sergio 等人对西班牙东北 部埃布罗河谷中部地区的降雨量，通过全局法，克里金法进行了精度对比，发现使用地统计方法和由4个地理变量和地形变量形成的回归模型获得了最佳结果；使用基于回归的方法获得温映射的最佳结果叫士凯等人将内蒙古作为研究区域，通过确定；性插值（反距离插值、样条函数插值）以及克里金插值，对究区域的牧草生育期平均气温的空间分布进行推算，再运用内蒙古高程数据进行对比分析，最 终得出适宜天然牧草生育期的平均气温；经过对比，克里金插值方法的插值结果 最高的叫李娟丽等人对1990-1997年无定河流域67个雨量 站进行了插值分析，运用普通克里金方法，结果发现，用此方法得的插值结果非常符合降雨空间 分布特性叫李新等人通过对几种插值方法的对比，没有最好的插值方法，只有对个研究区域言，有最优的方法问*空间插值方法在自身模上，已很难发生突破*目前，对插值方法的研究，主通过对传统方法的参数进行优化，以提高插值精度*总之，选择合适的插值方法和参数需要考虑自己所研究的区域以及研究的目的*对于众多的空间插值方法而言，没有绝对最佳的方法，只有在特定的 条件下，对某个地区实施所对应的插值方法A7-8B *2研究区域概况陕西省的经度在105。

全国各城市暴雨强度公式的空间插值与预测一、引言在全球变暖的背景下，极端天气现象频繁发生，暴雨成为城市面临的重要自然灾害之一。

为了有效应对暴雨灾害，研究全国各城市暴雨强度公式的空间插值与预测显得尤为重要。

本文旨在探究如何准确地通过空间插值方法，基于已知数据，对全国各城市的暴雨强度进行预测。

二、数据来源与处理本研究依托于全国气象观测站收集到的暴雨强度数据。

收集到的数据需要经过一系列的预处理，包括数据清洗、异常值处理和缺失值填充等。

通过这些处理，得到具有较高质量的数据集，为后续的空间插值与预测提供可靠的基础。

三、空间插值方法为了获取全国各城市暴雨强度的预测结果，本研究采用了一种基于插值方法的空间预测模型。

此模型综合考虑了距离加权法、克里金插值法和反距离加权法等多种插值方法的优点，通过对各个插值结果进行加权平均得到最终的预测结果。

四、模型构建与参数估计为了构建准确的空间预测模型，需要对模型的参数进行估计。

本研究选择了最小二乘法来估计模型的参数，通过最小化观测值和预测值之间的误差来得到最佳的参数估计结果。

五、模型验证与评估为了验证模型的准确性和稳定性，本研究采用了交叉验证方法。

通过将数据集划分为训练集和测试集，然后利用训练集训练模型，再利用测试集来验证预测结果的准确性。

同时，本研究还采用了误差统计指标，如均方根误差和平均绝对误差等来评估模型的预测精度。

六、结果与讨论通过对全国各城市暴雨强度的空间插值与预测，得到了详细的预测结果。

通过与实际观测值的对比发现，模型的预测结果与实际观测值比较接近，验证了模型的准确性和可靠性。

七、结论与展望本研究成功地应用了空间插值方法对全国各城市暴雨强度进行了预测。

通过模型的构建与验证，验证了模型的准确性和稳定性。

然而，本研究仍然存在一些局限性，例如数据质量的影响和模型参数的选择等。

未来的研究可以进一步优化模型，提高预测精度，并考虑更多的影响因素，以提供更准确的暴雨预测结果。

八、参考文献（以上为 AI助手根据你的文章题目和要求生成的文章开头部分，提供思路和框架供参考，具体内容仍需根据实际情况进行补充和修改。

新安江流域降雨量空间插值方法和参数筛选
何文英;毕孟飞;李泽利;王玉秋
【期刊名称】《水资源与水工程学报》
【年(卷),期】2013()1
【摘要】选取新安江流域48个雨量站点2000-2010年的降雨量数据以及地理地形资料,利用反距离权重(IDW)、径向基函数(RBF)、普通克里金(OK)和残差克里金(RK)方法进行插值,根据交叉验证结果筛选最佳的方法和参数。

结果表明:年尺度上,考虑高程、纬度等地形因子影响的RK方法插值精度最高,然后是IDW,OK和RBF;邻近站点的搜索策略对IDW插值精度影响较大;考虑各向异性的OK法插值精度较高,模型之间的差别不大。

月尺度上,IDW法对降雨量丰富的月份插值精度较高;RBF 对降雨较少且分布均匀的月份插值效果好;数据越符合正态分布,OK法的插值精度越高;RK方法则适用于降雨与地理因素相关性好的月份。

【总页数】5页(P130-134)
【关键词】空间插值;反距离权重;径向基函数;克里金方法;新安江
【作者】何文英;毕孟飞;李泽利;王玉秋
【作者单位】黄山市环境监测站;南开大学环境科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】P332.1
【相关文献】
1.基于地形高程的云南省降雨量空间插值方法研究 [J], 虎雄岗;谈树成;金艳珠;蒋顺德
2.梅江河流域年均降雨量空间插值方法研究 [J], 刘胤雯;赖格英;陈元增;黄丽
3.漓江流域降雨量空间插值精度分析 [J], 彭波;钟仕全;苏旭芳;李雪
4.基于ArcGIS不同空间插值方法的降雨量预测效果对比 [J], HUANG Liyan
5.小流域时段降雨量空间插值方法研究 [J], 郭艺歌;康玲;王学立
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ERA5再分析降水数据在长江三角洲的性能评估ERA5再分析是欧洲中期天气预报中心（ECMWF）提供的一个全球气象再分析数据集，使用了最先进的数值天气预报模型和观测数据进行模型插值，对气象要素进行全球高时空分辨率再分析。

在过去的几年里，ERA5再分析数据被广泛应用于气候研究、气候模式评估、灾害预警以及水文模型等领域。

本文将对ERA5再分析降水数据在长江三角洲地区的性能进行评估。

长江三角洲地区是中国东部沿海地区的一个重要经济区域，气候温暖湿润，降水充沛。

长江三角洲地区的气候特点对于农业、交通、环境等方面都有着重要的影响，因此对这一地区的降水情况进行准确的监测和预测至关重要。

本文利用ERA5再分析降水数据与实况观测数据进行对比，评估ERA5再分析在长江三角洲地区的性能。

首先，我们将比较ERA5再分析数据和实况观测数据的时间序列和空间分布特征，分析它们之间的差异和一致性。

其次，利用统计方法对ERA5再分析数据的准确性、可靠性和偏差进行评估，包括相关性系数、均方误差、偏差等指标。

最后，通过对ERA5再分析数据的长期趋势和季节变化进行分析，评估其在长江三角洲地区的适用性和稳定性。

根据实际情况，长江三角洲地区的气候变化较为复杂，降水量不均匀分布，季节变化显著。

因此，对ERA5再分析数据在这一地区的性能进行评估，有助于了解其在不同气候环境下的适用性和局限性。

通过与实况观测数据的比较，可以验证ERA5再分析数据在捕捉降水变化方面的准确性和可靠性。

在研究中，需考虑ERA5再分析数据的空间分辨率和时间分辨率等因素对评估结果的影响。

同时，还需考虑观测数据的质量和空间覆盖范围对结果的影响。

综合考虑以上因素，对ERA5再分析降水数据在长江三角洲地区的性能进行全面评估，可以为气象灾害预警、水资源管理和气象服务等领域提供重要参考和支持。

总之，本文将对ERA5再分析降水数据在长江三角洲地区的性能进行评估，有助于深入了解ERA5再分析数据的适用性和局限性，为气象预测和气候研究提供重要参考和支持。

基于空间插值法的长江口海水质量评价1. 引言1.1 研究背景长江口地区作为我国重要的经济发展区域之一，其海水质量对周边地区生态环境和经济发展起着至关重要的影响。

随着城市化进程和工业化发展的加快，长江口海域面临着严重的海水污染问题。

各类工业废水、城市生活污水和农业农村面源污染物的排放，导致了长江口海域水体的富营养化、重金属含量超标等问题日益突出。

对长江口海水质量进行准确评价和监测显得尤为重要。

传统的采样分析方法局限性较大，不能全面反映长江口海域的海水质量变化规律。

而基于空间插值法的海水质量评价方法，则可以利用地理信息系统等技术手段，对长江口海域的海水质量进行更加精细化和全面性的评价。

本文旨在探讨基于空间插值法的长江口海水质量评价方法，为改善长江口地区海水质量提供科学依据和技术支持。

1.2 研究意义长江口海水质量是长江流域重要的自然资源之一，对周边地区的生态环境和人类福祉都具有重要影响。

随着人类活动的增加和城市化的进程加快，长江口海水质量受到了严重的污染威胁。

对长江口海水质量进行科学评价和监测具有重要意义。

本研究基于空间插值法对长江口海水质量进行评价，将有助于更全面地了解长江口海水质量分布特征，为长江口海域的环境管理和保护提供科学依据。

通过空间插值法的应用，可以更准确地揭示长江口海水质量的空间变化规律，为相关部门制定有效的环境保护政策和措施提供重要支持。

本研究还将探讨空间插值方法在海水质量评价中的应用效果，为相关领域的研究提供新的思路和方法。

通过本研究的深入开展，可以为长江口海水质量的长期监测和管理提供参考，有助于实现长江口海域生态环境的持续改善和可持续发展。

2. 正文2.1 长江口海水质量现状分析长江口是中国重要的海洋生态环境的交汇点，长江口海水质量对周边地区的生态环境和人类社会经济发展具有重要影响。

长江口海水质量问题一直备受关注，主要受到长江入海口富营养化、工业污染、生活污水排放等因素的影响。

根据相关监测数据显示，长江口海水中氮、磷等营养物质浓度较高，是导致水体富营养化的主要原因之一。

降水量的空间变异性和空间插值方法的比较研究
朱芮芮;李兰;王浩;甘泓
【期刊名称】《中国农村水利水电》
【年(卷),期】2004()7
【摘要】为了比较降水量空间变异性研究的各种空间插值方法的优劣 ,选择无定河流域 ,运用逆距离加权法、趋势面拟合法、样条插值法、普通Kriging法和泛Kriging法等空间插值方法对流域的降水量进行了插值及空间场的变异分析。

就普通Kriging法而言 ,结果显示降水量半变异函数符合一般的球状模型。

把各种插值的连续空间分布与实际观察数据进行比较 ,结果表明 :几种插值方法并无显著差异 ,但其中以普通Kriging法和逆距离加权法整体效果最好 ,尤以普通Kriging法环形模型最佳。

最后分别运用上述插值方法对流域的降水量进行了空间插值并成图。

【总页数】4页(P25-28)
【关键词】空间变异性;空间插值;降水量
【作者】朱芮芮;李兰;王浩;甘泓
【作者单位】水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉大学;中国水利水电科学研究院水资源所
【正文语种】中文
【中图分类】TV125
【相关文献】
1.渗流弥散的空间变异性及空间插值方法的比较研究 [J], 王薇;罗宏;张征;吕连宏;迟志淼;李延峰;陈袁袁
2.土壤钾素空间变异性和空间插值方法的比较研究 [J], 王坷;许红卫;史舟
3.无定河流域降水量空间插值方法比较研究 [J], 张孟丹;余钟波;谷黄河;朱奎
4.降水量空间插值方法比较研究 [J], 刘欢
5.地下水埋深空间插值方法比较和空间变异性研究 [J], 徐存东;朱兴林;张锐;王铭岩;李振;姚志鹏
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降雨空间插值方法及在清江流域的应用董晓华;薄会娟;邓霞;苏静;王祥【期刊名称】《三峡大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2009(31)6【摘要】将普通克里格法、协同克里格法和反距离加权法3种空间插值方法应用于清江流域的降雨空间插值,比较了它们的应用效果,并分析了它们插值效果不同的原因.其中协同克里格法在应用时考虑了海拔高度对降雨量插值结果的影响.结果表明,两种克里格方法的插值结果的误差要远远小于反距离加权法,并且插值所得到的等雨量线更光滑.对于两种克里格方法,协同克里格法要优于普通克里格法,前者比后者的MAE值要小10%.反距离加权法明显不如两种克里格法的原因是该方法不能准确反映相邻站点的空间依赖关系.而协同克里格法优于普通克里格法是因为协同克里格插值法考虑到了地形对降雨量的影响,因而更适用于清江流域这样的山地流域.【总页数】5页(P6-10)【作者】董晓华;薄会娟;邓霞;苏静;王祥【作者单位】三峡大学,土木水电学院,湖北,宜昌,43002;三峡大学,土木水电学院,湖北,宜昌,43002;三峡大学,土木水电学院,湖北,宜昌,43002;三峡大学,土木水电学院,湖北,宜昌,43002;三峡大学,土木水电学院,湖北,宜昌,43002【正文语种】中文【中图分类】P333.9【相关文献】1.基于玉环市降雨资料的空间插值方法适用性研究 [J], 卢克2.基于玉环市降雨资料的空间插值方法适用性研究 [J], 卢克;3.基于西南地区台站降雨资料空间插值方法的比较 [J], 李金洁;王爱慧4.基于ArcGIS不同空间插值方法的降雨量预测效果对比 [J], HUANG Liyan5.缺资料地区日降雨空间插值方法研究 [J], 郑鑫;杨涛;师鹏飞;崔同因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于DEM的南水北调中线水源区降水量空间插值方法研究摘要：本研究的目的是比较不同空间插值方法的插值效果，为分析南水北调中线水源区降水空间分布特征奠定基础。

采用南水北调中线水源区29个水文及雨量站点20a（1991－2010年）的降水量观测资料以及高程数据，运用GIS技术，进行空间插值运算，建立20年年平均降水量与站点坐标、高程之间的回归方程。

选取普通克里格法、反距离加权法、协同克里格法等空间插值方法，对南水北调中线水源区29个站点的多年平均降水量进行空间插值计算，采用5个站点的降水量数据对插值结果进行验证，并进行对比误差分析，根据插值结果，进一步分析南水北调中线水源区降水空间分布特征。

结果表明，考虑了地形因素的协同克里格方法插值效果最好，且较为真实地反映了南水北调中线水源区降水空间分布特征，普通格里格方法次之，反距离加权法最差。

插值结果表明，南水北调中线水源区降水呈现明显的纬度地带性分布特征，且降水受地形、地貌的因素影响较大。

得出的结论是运用空间插值技术，应综合考虑地形因素，这样可以提高研究区域降水量空间插值结果的精度，并可为分析该区域降水量时空结构特征提供更为精细的数据，为南水北调中线工程的调配和运行提供技术支持。

关键词：南水北调中线水源区；降水量；空间插值0引言降水数据是研究区域水文、水资源的基础资料[1]，是农林、生态、地理、全球变化等学科研究的重要数据来源，也是水文分析模型的重要输入因子[2-5]。

准确地获取降雨量的空间和时间分布，是进行水资源管理，特别洪水预报、水质管理、径流模拟的重要环节。

然而，由于经济和人力、自然环境等原因，降水量观测点的数量极其有限，且分布极为不均，采用有限的站点观测数据来研究区域降水的空间整体分布具有重要意义。

利用GIS技术，对地面离散的降水观测点进行空间插值，来得到其他未知区域的降水空间分布结果，已经成为国内外研究的重点和热点[6]。

利用有限的观测点来估算未知点的降雨量，常见方法有协同克里格算法(CoKriging)、反距离加权算法（Inverse Distance Weighted，IDW）、张力样条函数（The Tension Spline Function ）等[7]。