空间插值

摘要： 为提升城市雾霾污染时空分布特征分析的精度,提出基于空间插值的城市雾霾污染时空分布特征分析方法。利用空间插值建立自相关模型,分析空间数据,确定中国城市的空气质量时空分布特性,实现动态特征分析。通过分析表明,在不同区域,城市雾霾污染的分布差异相对较大,污染呈现集中分布的特点,从时间分布特征来分析,雾霾浓度月累计数据呈现U型分布,不同季节的雾霾浓度时空分布存在一定差异。实验结果表明所提方法可有效分析城市雾霾污染时空分布特征,具有一定可行性。

摘要： 本文主要研究不同类型的空间插值方法对土壤有机质的预测精度影响,通过对比分析择优选出最佳赋值方法。本文选取辽东胶东丘陵地区某研究区内的386个土壤有机质样点数据,在ArcMap10.2.2平台和IBMSPSS Statistics 25软件的支持下,对样点数据进行统计分析,并利用不同类型的插值方法对研究区内土壤有机质的值进行预测,比较不同的插值方法交叉验证的预测误差,选择最适宜的方法。在ArcGIS10.2.2平台中,通过空间探索分析QQ图等方式证明了对数据进行Box-Cox转换后达到的拟合度最高。从不同的插值方法交叉验证的预测结果表明,全局多项式的插值方法的均方根误差最小,空间插值效果最优。

摘要： 在地质研究不断深入和地理空间信息科学蓬勃发展的背景下,三维可视化地质建模技术已成为信息科学与地球科学交叉领域的研究热点。笔者对传统的三维地质建模方法进行研究、改进,形成一种新型的三维地质建模新方法。新型三维地质建模方法主要应用于地质领域,在多源异构地质数据融合、大规模高精度建模、地质网格细分、属性建模技术和遥感图像融合等方面取得了新的进展。笔者以成都—昌都区域为例,以地质钻孔数据、成都图幅、昌都图幅、遥感数据为数据源,利用新一代三维地质建模技术,进行了三维地质建模和可视化显示。成都—昌都区域的三维可视化验证了新型三维地质建模方法的可行性和有效性。同时也为全国重要地质钻孔数据服务平台对社会公开发布覆盖全国31个省(区、市),累计进尺达2.75亿m的110万个重要钻孔数据三维地质建模提供了重要方法。

摘要： 针对水污染扩散浓度边界跟踪的问题,通过随机采样以及比较不同的拟合参数,对浓度场进行地统计学空间插值运算,重构污染源扩散浓度场,再根据浓度场重构时参数拟合的结果,采用模型预测控制方式,对水面移动机器人移动轨迹进行寻优,控制移动机器人移动并最终实现对污染扩散边界进行跟踪。仿真结果表明,该方法能够准确预测浓度场分布,并使得移动机器人快速跟踪到既定浓度边界,验证了该方法的有效性。

摘要： 以粤东地区70个雨量站40 a(1980—2019年)降水资料和DEM数据为基础,结合GIS技术,采用反距离权重插值法(IDW)、径向基函数插值法(RBF)、普通克里金插值法(OK)、回归克里金法(RK),分别对年平均降水量和月平均降水量进行空间插值,选取58个为插值站点,12个为检验站点,通过平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、皮尔逊相关系数(PPMCC)为指标对插值结果进行检验。结果表明:年平均降水插值中考虑了经度和海拔高度的RK法插值精度最好,其次是RBF插值法,再者是OK插值法,最差的为IDW插值法。在丰水期,RK和OK插值法精度明显好于RBF和IDW插值法;在枯水期,4种插值方法精度都比较高,RBF插值法和IDW插值法效果略好。

摘要： 针对常规PM_(2.5)浓度预测方法难以同时处理PM_(2.5)浓度分布的时空非平稳性和空间自相关性的问题,构建了顾及多因子影响的时空地理加权回归克里金(Geographically and Temporally Weighted Regression Kriging,GTWRK)模型进行广西地区PM_(2.5)浓度预测,并与地理加权回归(Geographically Weighted Regression,GWR)、地理加权回归克里金和时空地理加权回归模型的预测结果进行对比。结果表明,GTWRK模型较其他模型具有更高的精度,决定系数(R^(2))、平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)、均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)分别为0.81,4.69μg/m^(3),6.44μg/m^(3);对GTWRK模型的预测结果进行空间化表达,得到2015—2019年广西PM_(2.5)浓度空间分布,结果显示,空间上,高浓度PM_(2.5)分布于柳州和桂林,低浓度PM_(2.5)分布于防城港和北海;时间上,高浓度的PM_(2.5)分布面积逐年递减。

摘要： 针对大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)精细化过程中插值算法的选取,本文系统性地分析了线性插值三角网法、克里金插值法、空间反距离(Inverse Distance Weighting,IDW)插值法3种方法,并提出了顾及GNSS水汽特性和站间距离的优化IDW插值方法.该方法通过分析GNSS站点距离与大气水汽分布特性对插值结果的影响,进而对插值参数进行优化,使插值结果靠近高精度的观测值.利用2017年5—7月徐州连续运行参考站的GNSS实测数据与探空站数据对该方法进行分析,实验结果表明:顾及GNSS水汽特性和站间距离的优化IDW插值方法的标准差、平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差都要低于其他3种经典插值方法,其中均方根误差分别降低了14.88%、15.70%、4.12%.此外,本文分析了暴雨天气下不同插值算法重构高分辨率大气水汽分布图的能力,发现采用优化IDW插值方法能够显著减小采样站点分布不均及降水量激增造成的插值误差.这表明优化方法有助于重构局部地区稀疏GNSS站网的高分辨率大气水汽分布图,改进监测能力.

摘要： 气象站点分散在不同区域的不同的地点,空间上呈不连续分布,我们只能获取某地有限点的气象信息,不利于某区域的进一步研究,地理信息系统软件ArcGIS可以利用空间插值的方法解决这一问题,但是空间差值方法的精度差别很大。本文分别运用普通克里金法、样条函数法和反距离权重法对内蒙古自治区38个气象站在1991-2020年的累年日平均气温进行了空间插值,得出了内蒙古自治区30年间气温的变化表面模型,利用独立数据集对于插值精度进行了检验,最后得出精度最高的是普通克里金法插值,较次的是反距离权重法,精度最低的是样条函数法,内蒙古年均气温呈现东西部温度高于中部地区且呈带状分布。

摘要： 研究一种可以高效求解半空间金属目标电磁散射积分方程方法,电场积分方程适用于任意结构电磁问题分析,但是生成的矩阵条件数大,迭代求解收敛性差;而磁场积分方程生成的矩阵条件数小,迭代收敛性好,但是仅能分析闭合结构问题,本文采用了混合场积分方程方法,同时具备电场积分方程的普适性与磁场积分方程的收敛性.由于混合场积分方程中涉及格林函数的梯度项,为了进一步加快计算效率,本文引入了一种针对半空间格林函数的高效四维空间插值方法,对组成半空间格林函数的索末菲积分进行列表和Lagrange插值,以实现高效的迭代求解,效率在传统混合场积分方程的基础上提高12.6倍.数值结果表明,该方法在保证精度的同时,可以显著降低求解问题的时间.

摘要： 为进一步适应区域协同背景下的国土空间规划需要,基于地价梯度模型和空间插值方法,以地价为指示指标,对南京、扬州同城化空间格局进行模拟,以揭示同城化空间格局演化的一般规律。结果表明:(1)以城际铁路为代表的快速交通对同城化推动效应明显,以南京为代表的强中心城市辐射范围扩大,扬州等弱中心城市辐射范围相对收缩。(2)不同时速城际铁路对同城化空间格局影响的一般规律为:时速越快,中心城市辐射强度越高,同城化程度越高;同一时速下,距中心城市越近,同城化程度越高;时速提升存在边际效应,表现为城际铁路对中心城市辐射范围的扩张有阈值极限。(3)随着中心城市互动的日益紧密,同城化空间格局将沿着单轴、多轴、网络形态逐渐演进,应进一步发挥中心城市、次级城市、城镇组团比较优势,形成分工明确、资源共享的同城化网络。

摘要： 基于观测站点水文数据的空间插值是认识水文要素时空分布规律的重要途径.目前常用的空间插值方法多以空间统计学为基础,将水文变量视为空间平稳过程(如普通克里金方法),或以空间坐标多项式拟合变量的空间变化趋势或非平稳过程(如泛克里金方法/带外部漂移的克里金方法),不能反映在气候和下垫面条件共同作用下流域水文变量随影响要素空间变化的物理成因.本文根据地下水位观测资料研究地下水位的影响要素及其空间变化特征的物理成因,通过把地下水位空间分布分解为物理成因项和随机项,采用地统计空间插值和具有物理成因的确定性理论相结合的方法,提出了基于地下水位与地面高程的地下水位空间插值方法.将本文提出的方法应用于位于淮河颍涡平原区,根据实测水文资料进行交叉验证,提高了流域地下水位空间插值的精度.

摘要： 水产养殖水环境对水产动物至关重要,受环境和养殖条件影响,水质在时间和空间分布上都存在差异性.准确把握池塘三维分布状况,可以避免突发状况的发生,并减少病害发生.受当前池塘养殖物联网监测主要采用固定点监测模式的限制,现实中很难把握水质在空间上连续变化特点.因此,本文为探明水产养殖水质空间分布规律,拟采用空间插值方法建立池塘养殖三维空间分布模型,在对比了反距离加权等四种空间插值方法的基础上,选出适合不同数据采集方案及水质数据特点的最优空间插值方法.

摘要： 为了搞清楚在地下水水质评价中如何正确选择插值方法,本文以四川德阳某地区的38个地下水样本点为例,采用反距离权重法、样条函数法、克里金法三种插值方法对各样本中的2个化验项目即氯离子和铁离子进行了空间插值,并选择交叉验证法验证插值效果.两种离子的插值结果都显示:克里金法的插值效果最好,它可依据地下水流向确定相应的权重值.由此得出在地下水水质评价中,空间插值方法首选为克里金插值法。

摘要： 由于缺乏全国性的统一监测网络，且短期内难以解决，致使中国区域尺度范围内的沉降规模、空间分布等资料难以获取，大气传输模型成为了评估污染物对生态环境影响的有效方法，为大气氮沉降的区域研究提供了经济可行的方案。为了探究中国南方大气氮沉降的空间分布格局，本研究分别采用反距离权重法（IDW）、径向基函数法(RBF)、普通克里金法（OK）和泛克里金法（UK）对大气氮沉降空间分布进行插值，并通过对插值结果进行交叉验证和评价，对这4种插值方法进行比较研究。研究发现,参数选取不同，插值方法产生的结果不同。克里金法的参数较为复杂，主要表现在半变异函数的拟合上。本研究通过反复尝试，对各变异函数理论模型进行交叉验证，确定了适合于普通克里金法和泛克里金法的最优模型，分别为孔洞函数和J-Bessel。对比79个验证数据，插值方法的验证结果如表1。研究结果表明，普通克里金法与其他3种方法相比，插值精度较高，对于描述大气氮沉降的空间分布趋势效果最佳；泛克里金法在对样点稀少的边远地区进行插值时表现异常，且这两种方法的半变异函数模型及参数的优选仍有待进一步研究；径向基函数法和反距离权重法对大气氮沉降分布的空间插值精度一般，但这两种方法简单、易操作，且插值最优参数易于选择。

摘要： 本文以重庆市城口县寒溪河、亢河为例,提出基于洪水分析计算和GIS空间分析原理的河道管理范围划界方案,并对研究河段样本数据进行实验,探讨方案可行性.结果表明:洪水分析采用公式推理法可进行有效计算,GIS空间分析采用不同空间插值方法精度都较高,能满足洪水淹没趋势面模拟需求.研究表明应用洪水分析联合空间插值方法,可以进行河道淹没范围划定,且具有较高的精度并能提高生产效率.

摘要： 时深转换作为联系地震与地质的桥梁,是地球物理研究的一大热点.随着渤海油田勘探开发程度的不断加深,对时深转换提出的要求也越来越高.渤海QHD油田目的层为明下段曲流河沉积,受岩性组合及储层含油气性的影响,地层速度横向变化较大,呈明显的低速异常特征,该特征对油田的时深转换研究提出了新的挑战.针对常规速度建模方法的缺陷和不足,提出了种子点约束空间插值的平均速度场建模方法.首先通过地震资料并结合测井及地质分层来确定低速异常带的分布范围,然后根据速度异常量的大小通过在异常带范围内设置种子点并结合井点处的速度进行空间约束插值,最终建立速度场,并用于时深转换.从实际钻井情况来看,该方法预测的精度较常规方法有了较大的提高,取得了良好的实际应用效果,并对类似油田的时深转换研究具有一定的指导意义.

摘要： 运用GIS空间分析功能,对2007-2011年厦门市地闪强度资料可视化插值效果进行对比分析.选用两种常见的空间插值方法即反距离权重法(IDW)和普通克里格法(OK),通过交叉验证进行相关系数分析与误差检验,并对插值结果做栅格差,对比可视化效果.结果表明:IDW法具有较小的平均误差,OK法具有较小的均方根误差;IDW法可视化结果对极值表现显著,地闪强度极大值点零星状分布;OK法则消除了极值效应,表面连续光滑,有助于了解区域整体地闪强度空间分布状况,确定地闪强度大值集中区.从栅格差结果看出,栅格差大值区域也呈现零星状分布,且与IDW插值分布趋于一致,说明IDW在反映极值上更为灵敏.

摘要： 利用气象观测站的实时监测数据进行空间插值是制作相关数字气象服务产品的主要方法,目前,当需要对若干地区多个时段不同气象要素进行空间插值时,气象工作者制作上述产品主要通过人工多次操作相关软件来完成,从而显得费时费力.本文运用ArcGIS Engine技术,研发了GIS空间插值出图软件,该软件启动后无需人工干预,定时自动对不同地区、不同气象要素进行空间插值并出图,对于气象相关部门信息共享、高效智能化的生产数字气象服务产品很有意义.

摘要： 切沟侵蚀已成为东北黑土区土壤侵蚀的重要组成部分.结合野外样区实地调查切沟分布数据与空间插值方法是快速获取大面积切沟密度值的有效手段.流域的平均坡度值是切沟形成的影响因素之一,因此本文的研究目的是探讨能否结合坡度作为辅助变量,以提高切沟密度值空间分布的插值精度.本文在黑龙江省海伦市内的网格法均匀选取40个1km2左右的小流域,在实地测量区域内切沟密度数据的基础上,应用距离权重反比法、普通克立格和以小流域的平均坡度作为协同变量协同克立格对其做空间插值.结果表明:切沟密度与协同区域化变量受结构性因素的影响远大于随机性因素,均为强空间自相关性;距离权重反比法与普通克里格法的预测精度相近;协同区域化变量的空间结构性优于单一变量,协同克立格法生成的空间分布图精细度明显提高,均方根误差降低20％以上,预测值与实测值的相关系数提高89％以上,协同克里格可有效提高区域切沟插值精度.

摘要： 近年来,BIM技术已得到快速发展,尤其是在地面建筑领域,而在岩土工程勘察领域,BIM技术的发展却进展缓慢,究其原因,BIM技术的特点在于参数化,地面建筑结构可以由形状规则的构件组成,基于参数进行驱动十分方便,而土层的形状则毫无规则可言,基于参数化的岩土工程建模十分困难,需要借助二次开发技术.但地面建筑不能做无根之木,需要有地层作为依托,涵盖前期的工程勘察,才能完成BIM技术在工程全产业链的应用.本文基于Revit环境,探索了BIM技术在三维地层信息模型快速建模中的应用.

摘要： 本发明涉及一种插值方法，尤其为一种基于样条函数插值算法的空间GIS插值方法，包括如下步骤：基于互联网海量的异构数据进行地理实体位置及属性信息抽取，并对半结构或非结构化数据进行结构化处理；采用TextRank算法提取地理文本数据；解析空间坐标数据，将地理实体位置与属性信息进行关联，实现地理实体数据文件的输出；按照基础地理信息分类标准对地理实体进行结构分类配置，进行点数据与面数据空间分析整合；本发明能够根据互联网的实时数据来快速分析自定义的地理区域，通过互联网地理实体信息与POI数据获取，直接生成规范的目标地理区域进行插值运算。

摘要： 本发明公开了一种基于空间曲线方程的机械臂空间圆弧插值算法，属于自动控制技术领域，人工示教空间任意不共线三点，点P0(x1,y1,z1，α

摘要： 求出缺失像素的插值数据，以使构成包含缺失像素的像素组的多个像素的值的平均值和构成不包含缺失像素的像素组的多个像素的值的平均值相等。例如，求出构成包含缺失像素(L)的像素组(LC)的k个像素中、缺失像素以外的像素的值的合计(SL)(1)；求出构成不包含缺失像素的像素组(NA)的k个像素的值的合计(SA)(2)；通过求出它们的差(3)而求出缺失的插值数据。由此，可以减小对缺失了一部分像素的周期性高的图像进行插值的情况下的插值误差。

摘要： 本发明适用于空间数据处理技术领域，提供了一种空间数据插值方法、装置及电子设备，所述方法包括：获取第一空间数据；将第一空间数据输入至预训练的空间数据插值模型中进行插值处理，输出第二空间数据；其中，第二空间数据的分辨率高于第一空间数据的分辨率，空间数据插值模型对第一空间数据分别进行深度神经网络超分辨插值处理、反距离权重插值处理和克里金插值处理，并将深度神经网络超分辨插值处理的结果与反距离权重插值处理的结果相加，再与克里金插值处理的结果堆叠后，得到第二空间数据并输出。本发明能够提高空间数据精度，且具有较好的准确度和适应性。

摘要： 一种基于树结构在高维空间中的插值方法，包括以下步骤：构建特征树的数据结构，所述特征树的每一层存储一个特征，每一条从根节点到叶节点的链表记录一条特征链及其对应的值；在特征树中插入待插值的特征值；计算新插入特征链对应的值。本发明基于树结构在高维空间中的插值方法，可以通过删除不必要的插值以及合并查找表同一维的插值运算的方法，提高算法效率。

摘要： 本发明公开了一种基于空间分布特征的自适应空间插值方法，包括：提取污染物监测值；基于变异函数建立插值模型；引入方向特征至插值模型和变异函数；判定污染物的空间分布为各向同性或各向异性；基于各向同性或各向异性设定搜索策略以确定参估点；根据各个方向上的变异函数表达式及参估点确定插值点的污染物浓度属性值。与现有技术相比，本发明插值方法是对样本点属性数据作空间特征分析后生成，在考虑了样本点属性数据的空间分布特征的前提下，保证计算量不大，且提高了插值精度，从而更加准确地预测研究区域未知点的属性特征值。本发明同时公开了一种基于空间分布特征的自适应空间插值系统。

摘要： 本发明公开了一种基于空间分布特征的自适应空间插值方法，包括：提取污染物监测值；基于变异函数建立插值模型；引入方向特征至插值模型和变异函数；判定污染物的空间分布为各向同性或各向异性；基于各向同性或各向异性设定搜索策略以确定参估点；根据各个方向上的变异函数表达式及参估点确定插值点的污染物浓度属性值。与现有技术相比，本发明插值方法是对样本点属性数据作空间特征分析后生成，在考虑了样本点属性数据的空间分布特征的前提下，保证计算量不大，且提高了插值精度，从而更加准确地预测研究区域未知点的属性特征值。本发明同时公开了一种基于空间分布特征的自适应空间插值系统。

摘要： 本发明属于空气污染检测领域，涉及一种多源异构空气污染物的空间插值方法、装置及计算机设备；所述方法包括获取目标地区的空气污染物监测站点的监测数据和地理数据；将目标地区分为多个目标分区，将目标分区的中心地理数据放入站点选择器中，选择出与目标分区相关的监测站点；采用云模型从所有监测站点中确定出与该目标分区的监测数据分布最相似的M个监测站点；并将M个监测站点的监测数据输入到M‑Transformer网络模型中，同时将该目标分区的监测数据作为训练时的标签值进行训练；直至将整个目标地区的空气污染物监测数据填补完毕。本发明采用站点打分机制和云模型去寻找与目标分区相似的站点，最终能够提高插值的准确性。

摘要： 本发明公开了一种土壤重金属的空间插值方法、装置、电子设备及介质，上述方法包括：对目标地区多个样地采集土壤样品，获取各样地内土壤样品的相关属性数据；利用一块样地内土壤样品的相关属性数据输入构建的Stacking集成模型中进行土壤重金属的空间插值，优选出适用于目标地区的土壤重金属的最优集成模型；用其他块样地内土壤样品的相关属性数据对最优的集成模型进行迁移学习，得适用于目标地区的最优的土壤重金属空间插值模型；将目标地区的土壤的相关属性数据输入最优的土壤重金属空间插值模型，结合ArcGIS软件获得该土壤的空间插值结果。应用本发明实施例中的方法、装置、电子设备及介质能够较好的提高土壤重金属的空间插值性能，适用空间环境更广泛。

摘要： 本发明涉及一种基于反距离加权法和克里金法的土壤养分空间插值方法，包括以下步骤：(1)对采样点的土壤养分数据进行聚类；(2)判定插值点的邻接色块；(3)在各色块上运行克里金模型或反距离权重模型；(4)利用反距离加权法集成各模型以预估未采样点的土壤养分属性。本发明土壤养分空间插值方法可以通过空间色块聚类保留区域趋势，有效阻断空间变异性强的数据对插值方法的影响。结合克里金法，能较好地反映空间趋势；结合反距离权重法，能较好反映个别点影响的优势。本发明有效地集成了两种空间插值方法，可以利用数据中出现的趋势自适应地调整插值结果，其适用范围广，预测能力强。