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相似文献
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1.
文雯  周宝同  汪亚峰  黄勇 《生态学报》2013,33(19):6389-6397
利用普通克里格法(OK)、反距离加权法(IDW)、径向基函数法(RBF)、基于土地利用类型修正的普通克里格法(OK_LU)4种插值方法,对黄土丘陵羊圈沟小流域的土壤有机碳含量进行空间插值。预测结果的准确性通过Pearson相关系数(R),平均绝对误差(MAE),均方根误差(RMSE),准确度(AC)来评价。研究结果表明:(1)在前3种常规空间插值方法中,OK对刻画区域土壤有机碳的空间分布趋势效果最佳,其预测MAE值和RMSE值均为最小,Pearson相关系数(R)和准确度(AC)最大,说明其预测结果的准确性最好、预测的极端误差也最小;其次为RBF;IDW预测的效果最差。(2)OK_LU在空间特征表达方面能够更好地反映复杂地形区的局部变异,其插值结果的精度相比OK有一定程度的提高,其平均绝对误差(MAE)从0.900%降到了0.567%,均方根误差(RMSE)从1.101%降到了0.777%,Pearson相关系数(R)从0.4026提高到0.5589,准确度(AC)从0.9081提高到0.9505。综合比较,在黄土丘陵地区,OK_LU能使插值结果的精度有较大提高,是土壤有机碳空间制图的有效途径。  相似文献   

2.
黄土高原年均降水量空间插值及其方法比较   总被引:5,自引:0,他引:5  
采用不同空间插值方法(普通克里格法OK、反距离权重法IDW和径向基函数法RBF),对黄土高原地区85个气象站点1957—2013年逐日降水数据进行年均降水量空间插值分析,采用平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、Pearson相关系数(R)以及准确度(AC)对插值结果进行对比,研究不同方法对该地区年均降水量插值结果的影响.结果表明:研究期间,黄土高原地区年均降水量的Moran I值为0.67,各站点年均降水量存在较强的空间自相关性.63个预测站点和22个检验站点的验证结果显示,3种方法的实测值和预测值均显著相关,但反距离权重法和径向基函数法的平均绝对误差(MAEIDW=38.98,MAERBF=34.61)和均方根误差(RMSEIDW=51.49,RMSERBF=43.79)均高于普通克里格法.通过普通克里格法的不同半变异函数模型(环形模型、球体模型、指数模型、高斯模型)对比发现,环形模型的平均绝对误差最小(MAE=32.34),准确度最高(AC=0.976),指数模型平均绝对误差最大(MAE=33.24).综合对比不同插值方法实测值与估算值的验证结果表明,采用半变异函数为环形模型的普通克里格法是进行黄土高原年均降水量插值较好的方法.  相似文献   

3.
不同干扰程度下土壤有机质空间最优插值法研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
马利芳  熊黑钢  孙迪  王宁  叶红云  张芳 《生态学报》2019,39(19):7153-7160
选择最优空间插值方法对明确不同干扰程度下干旱区土壤有机质空间分布规律具有重要意义。通过对新疆阜康市土壤采样分析,分别运用普通克里格法(Ordinary Kriging, OK)、反距离权重法(inverse distance weight, IDW)、径向基函数法(radial basis function, RBF)、局部多项式法(local polynomial, LPI)4种插值方法,描述不同人为干扰程度下干旱区土壤有机质空间分布特征,以探讨其最优空间插值方法。结果表明:①随干扰程度增加,土壤有机质含量降低,空间变异性由弱到中等,变异系数由9.27%增加至28.7%;同时,土壤有机质空间自相关性逐渐降低,从无人为干扰区、人为干扰区到重度人为干扰区分别呈强烈、中等、弱相关关系,即干扰程度越强受随机因素作用越大。②虽然4种方法的插值精度均随干扰程度的增强而降低。但OK法在空间结构性较强的无人为干扰区插值效果最好,R~2为0.625;在人为干扰区及重度人为干扰区RBF法的插值精度均最高,R~2分别为0.562和0.434。该结果为寻找适合于不同干扰程度下干旱区土壤有机质的空间插值方法提供一定的科学参考。  相似文献   

4.
长白山岳桦种群格局的地统计学分析   总被引:29,自引:0,他引:29  
应用地统计学的原理和方法研究了长白山岳桦种群空间分布格局及其空间相关关系,首先通过样方调查数据计算岳桦材积的半变异函数,拟合半变异函数模型,然后根据拟合的最优半变异函数模型,进行空间数据插值、绘制岳桦材积的克立拉图,最后对所得到的不同海拔质海拔岳桦材积的半变异函数图和克立格图进行分析。结果表明,在海拔1650-1700m岳桦材积的半变异函数曲线为球形,其空间分布格局为聚集型,种群呈衰退趋势;海拔1750-2000m岳桦材积的半变异函数曲线为直线形,其空间分布格局为随机型,种群较稳定;在海拔2000-2150m岳桦材积的半变异函数曲线为球形,其空间分布格局为聚集型,种群呈增长趋势,这说明长白山桦整体上有一种向上迁移的趋势,尤其是过渡带中的岳桦表现则为更为明显。  相似文献   

5.
基于辅助变量的森林半腐层厚度空间插值精度   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于地统计学方法,利用3种以海拔作为辅助变量的空间插值算法[局部平均的简单kriging法(simple kriging with locally varying mean,SKlm)、带有外部漂移的kriging法(kriging with an external drift,KED)和协kriging法(cokrging,COK)]计算了森林半腐层厚度的空间插值精度,并进行了交叉验证.结果表明:KED法既考虑了变量之间的空间变异,又考虑到影响局部空间变化的因素,与其他插值方法相比,其精度有很大提高;由于海拔与半腐层厚度之间的相关关系较弱,导致SKlm法的插值精度没有达到预期效果;COK法直接将海拔用于估计半腐层厚度,由于在边界地区缺乏采样点数据,因此边界地区的插值出现了多处突变区域.对比地统计学方法与距离反比权重法(inverse distance weighting, IDW)在本研究中的插值精度,除了KED方法的插值精度较高外,其余方法的插值精度均不及IDW,原因可能是利用辅助变量辅助地统计学插值时,主、辅助变量之间的相关关系在插值中起着重要作用.  相似文献   

6.
以凉水国家自然保护区激光雷达数据为基础,建立数字高程模型,提取基本地形属性如坡度、坡向和复合地形属性湿度指数和相对径流强度指数等,在成土因素学说基础上,对全氮含量(TN)进行地理加权回归建模(GWR),同时运用反距离加权(IDW)、普通克里格(OK)和泛克里格(UK)对TN进行空间插值.结果表明: 对于研究区TN的预测,GWR模型预测精度(77.4%)高于其他3种空间插值方法,IDW预测精度(69.4%)高于OK(63.5%)和UK(60.6%)的预测精度.利用GWR模型预测研究区域土壤TN平均达到4.82 g·kg-1;在高海拔、地形湿度大以及相对径流强的区域,土壤TN相对较高.对预测结果进行探讨发现,不同坡位、坡向的土壤TN也存在一定差异.因此,基于地形属性的局域模型是土壤属性空间分布预测的更为有效的方法.  相似文献   

7.
根据2013年南沙海域4个季度渔业资源声学走航调查数据,以声学探测生物量作为表征渔场分布的指标,对南沙海域鸢乌贼渔场进行分析。结果表明:4个季度鸢乌贼渔场均具有极强的空间相关性,其变异函数的块金效应C0值均小于0.25;通过变异函数,对不同季节分别采用不同理论模型进行拟合,夏季和秋季指数模型为最优拟合模型,春季和冬季分别为球型模型和高斯模型,夏季和冬季模型拟合较好,空间相关性较春秋季强烈;采用克里格法分季度对鸢乌贼渔场进行空间插值分析,各季度渔场生物量较高的区域大部分集中于靠近陆地的区域,表现出明显的斑块状和片状分布特点,且鸢乌贼渔场随时间变化,有逐渐向南转移的趋势。根据变异函数的理论模型和空间插值分析,对插值结果的理论值和实际值进行交叉验证发现,各季度的模型选择恰当。  相似文献   

8.
张霞  黄小平  施震  叶丰  刘庆霞 《生态学报》2013,33(7):2200-2211
对珠江口及近海区域进行了夏季和冬季超微型浮游植物(0.2-3μm)调查,分析了其时空分布及其与环境因子的关系.夏季,珠江口浮游植物密度与磷酸盐成显著正相关,且N/P远远高于30,表明浮游植物受到P限制.夏季超微型藻数量比冬季高一个数量级,其丰度与盐度成显著正相关而和营养盐(溶解性无机氮(DIN),PO4-P,SiO4-Si)显著负相关,表明珠江口超微型藻受到径流的负面影响,表现出其数量在虎门附近海域低,随着咸淡水混合程度的加剧逐渐增大的分布特征;超微型浮游植物叶绿素a在总叶绿素a中的比例也表现为河口上游低,到万山群岛附近海域达到最大,推测近海高光照、低营养盐更适宜超微型藻的生长,同时也说明超微型浮游植物适应贫营养环境的生态特点.  相似文献   

9.
河北省年均降水量插值方法比较   总被引:15,自引:1,他引:14  
刘劲松  陈辉  杨彬云  王卫  相云  赵超 《生态学报》2009,29(7):3493-3500
以河北省及临近区域120个气象观测站点1971~2000年均降水量数据为基础,选择其中的40个作为检验站点,其余站点分别取80、40、20个作为插值站点,采用局部插值、整体插值、多元线性回归、综合模拟等多种插值模型讨论了降水空间插值问题,主要结论如下:插值站点数、模型类型、模型参数都会影响插值精度.局部插值模型相对误差最小值出现在Spline、IDW模型中,其次为Kridging模型,而整体模型Trend、多元线性回归模型误差均较大,但综合了局部插值模型和统计模型的综合模型一定程度上能改善插值精度及误差分布.河北省80和40个站点的最优插值模型为综合模型,20个站点的最优插值模型为IDW2.  相似文献   

10.
夏、冬季南海北部浮游植物群落特征   总被引:10,自引:0,他引:10  
马威  孙军 《生态学报》2014,34(3):621-632
对2009年7月19日—8月16日和2010年1月6—30日南海北部(18°—23.5°N、109°—120°E)两个航次的浮游植物样品应用Utermhl方法进行了分析鉴定。结果如下:夏季样品鉴定浮游植物4门72属150种,浮游植物细胞丰度范围为(0.16—6001.78)×103个/L,平均细胞丰度为26.49×103个/L,硅藻的平均细胞丰度为25.81×103个/L,主要优势种属有铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebautii)、菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)、柔弱伪菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissima)及裸甲藻(Gymnodinium spp.)等;冬季样品鉴定浮游植物4门58属168种,浮游植物细胞丰度范围为(0.08—37.52)×103个/L,浮游植物平均细胞丰度为2.69×103个/L,硅藻的平均细胞丰度为2.49×103个/L,主要优势物种为菱形海线藻、伏氏海线藻(Thalassionema frauenfeldii)及短刺角毛藻(Chaetoceros messanensis)等;夏季调查区5m层浮游植物细胞丰度的平面分布由近岸到外海迅速减少,高值区主要在广东东部近岸及海南东部近岸;冬季则在珠江口近岸和海盆区出现较高值。两次调查中,浮游植物细胞丰度在浅水站位(200m)远高于深水站位(200m);较冬季相比,夏季浮游植物平均细胞丰度偏高,但物种丰富度却略偏低。夏、冬季浮游植物的香农-威纳多样性指数平均值分别为2.12和2.36,Pielou均匀度指数平均值分别为0.79和0.81。两个航次调查中,浮游植物细胞丰度均与盐度表现出显著性负相关性;在冬季还与磷酸盐浓度表现出显著性负相关性。  相似文献   

11.
Flower thrips (Frankliniella spp.) are one of the key pests of southern highbush blueberries (Vaccinium corymbosum L. x V. darrowii Camp), a high-value crop in Florida. Thrips' feeding and oviposition injury to flowers can result in fruit scarring that renders the fruit unmarketable. Flower thrips often form areas of high population, termed "hot spots", in blueberry plantings. The objective of this study was to model thrips spatial distribution patterns with geostatistical techniques. Semivariogram models were used to determine optimum trap spacing and two commonly used interpolation methods, inverse distance weighting (IDW) and ordinary kriging (OK), were compared for their ability to model thrips spatial patterns. The experimental design consisted of a grid of 100 white sticky traps spaced at 15.24-m and 7.61-m intervals in 2008 and 2009, respectively. Thirty additional traps were placed randomly throughout the sampling area to collect information on distances shorter than the grid spacing. The semivariogram analysis indicated that, in most cases, spacing traps at least 28.8 m apart would result in spatially independent samples. Also, the 7.61-m grid spacing captured more of the thrips spatial variability than the 15.24-m grid spacing. IDW and OK produced maps with similar accuracy in both years, which indicates that thrips spatial distribution patterns, including "hot spots," can be modeled using either interpolation method. Future studies can use this information to determine if the formation of "hot spots" can be predicted using flower density, temperature, and other environmental factors. If so, this development would allow growers to spot treat the "hot spots" rather than their entire field.  相似文献   

12.
扁杆藨草(Scirpus planiculmis)和三江藨草(S.nipponicus)的球茎是迁徙白鹤(Grus leucogeranus)在莫莫格中途停歇地的主要食物。2010年9月15~25日,对莫莫格白鹤集中停歇地鹅头泡湿地的20条样线上100 m等间隔470个取样点进行了地下0~20 cm的藨草球茎的取样工作。基于此,采用反距离权重、4种径向基函数和普通克里格共6种空间插值方法模拟了该区域藨草球茎密度。交叉验证和插值结果的空间分布图对比,径向基函数中的张力样条插值效果最佳,是最适于该区域挺水植物藨草球茎密度的空间插值方法。张力样条插值结果表明:研究区内藨草球茎密度均值为(46.0±44.3)个/m2。其中,<25个/m2的面积占研究区的41.7%,25~100个/m2的面积占45.9%,而>100个/m2的面积仅占12.4%。研究结果为下一步分析白鹤迁徙种群与环境因子的生态关系、预测该地区白鹤的环境容纳量提供十分重要的基础数据。  相似文献   

13.
《Aquatic Botany》2005,81(1):13-25
New remote sensing technologies have emerged to quantitatively assess submersed aquatic vegetation abundance and distribution. We evaluated a hydroacoustics global positioning system to map the percent of the water column occupied by submersed vegetation (referred to here as biovolume) in three Minnesota (USA) lakes. We evaluated the relative accuracy and precision of digital biovolume maps produced by three interpolation methods (inverse distance weighted (IDW), kriging and spline) after using a non-parametric regression smoother to remove a non-linear depth trend. Interpolated predictions with all methods were relatively accurate in all lakes; however, precision varied among lakes. In all cases, kriging interpolation produced the best predictions when compared with observations in independent verification data sets. However, IDW predictions were only slightly less precise. Map detail was lost when sampling effort was reduced from 10 m transect spacing to 20 or 40 m, although estimates of littoral-wide means did not change appreciably. We concluded that hydroacoustics combined with geostatistics and interpolation in GIS can accurately and precisely display multi-scale patterns in biovolume.  相似文献   

14.
综合土地利用及空间异质性的土壤有机碳空间插值模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
土壤有机碳库是陆地碳库的重要组成部分,土壤有机碳库及其动态变化对陆地生态系统碳循环有着重要的影响.土壤有机碳密度(SOCD)是土壤碳储量的重要参数,也是评价农田土壤质量的重要指标,准确预测区域SOCD空间分布对发展精确农业有重要意义.本文使用江汉平原地区242个农田土壤样本数据,探究平原地区土地利用类型对SOCD空间分布的影响,以及当SOCD空间分布规律呈现空间异质性且存在空间异常值的情况下,虚拟变量回归克里格法(DV_RK)、均值中心化克里格法(MC_OK1)和中位数中心化克里格法(MC_OK2)这3种结合土地利用的克里格法在SOCD空间预测中的应用.结果表明: 土地利用方式的差异是研究区水田和水浇地SOCD存在空间异质性的原因之一,导致SOCD存在空间非平稳特征,降低了普通克里格法(OK)的预测精度;而DV_RK、MC_OK1和MC_OK2在消除了由土地利用引起的SOCD空间异质性对建模的影响后,模型的稳定性提升,其预测精度均高于OK,其中,MC_OK2的模型可靠程度、预测精度和对SOCD总方差的解释能力最优.因此,土地利用类型作为易获取的辅助变量,可以有效减弱空间异质性和空间异常值对SOCD空间插值的影响,提升模型精度,降低不确定性,并与MC_OK2结合生成更高精度的SOCD空间分布图,帮助揭示SOCD空间分异规律,指导农业生产.  相似文献   

15.
Different spatial interpolation techniques have been applied to construct objective bioclimatic maps of La Palma, Canary Islands. Interpolation of climatic data on this topographically complex island with strong elevation and climatic gradients represents a challenge. Furthermore, meteorological stations are not evenly distributed over the island, with few stations at high elevations. We carried out spatial interpolations of the compensated thermicity index (Itc) and the annual ombrothermic Index (Io), in order to obtain appropriate bioclimatic maps by using automatic interpolation procedures, and to establish their relation to potential vegetation units for constructing a climatophilous potential natural vegetation map (CPNV). For this purpose, we used five interpolation techniques implemented in a GIS: inverse distance weighting (IDW), ordinary kriging (OK), ordinary cokriging (OCK), multiple linear regression (MLR) and MLR followed by ordinary kriging of the regression residuals. Two topographic variables (elevation and aspect), derived from a high-resolution digital elevation model (DEM), were included in OCK and MLR. The accuracy of the interpolation techniques was examined by the results of the error statistics of test data derived from comparison of the predicted and measured values. Best results for both bioclimatic indices were obtained with the MLR method with interpolation of the residuals showing the highest R 2 of the regression between observed and predicted values and lowest values of root mean square errors. MLR with correction of interpolated residuals is an attractive interpolation method for bioclimatic mapping on this oceanic island since it permits one to fully account for easily available geographic information but also takes into account local variation of climatic data.  相似文献   

16.
利用辅助变量对污染土壤锌分布的克里格估值   总被引:12,自引:2,他引:10  
采用协同克里格及与回归相结合的克里格方法,以36个下层(10~20 cm)土壤锌数据为目标变量、另36个下层土壤锌数据为校验数据、72个上层(0~10 cm)土壤锌为辅助变量,对沈阳市南郊某有色金属加工厂附近农田0.1 mol·L-1 HCl浸提态土壤锌进行插值分析,并对这两种利用辅助变量的克里格方法在土壤锌空间分布研究中的适用性进行评价.结果表明,与回归相结合的克里格的估值效果明显优于协同克里格及普通克里格法.结合回归模型的变异函数理论模型决定系数较大、残差较小,估值精度比普通克里格法提高4%,且基于回归克里格的土壤锌分布图与利用72个样点普通克里格插值图具有高度的相似性.而协同克里格与普通克里格相比未表现出明显优势.借助辅助变量,采用基于回归模型的克里格方法是进行土壤重金属空间分布估值的一种有效方法.  相似文献   

17.
准确预测土壤有机碳的空间分布,对于土壤资源开发和保护、应对气候变化和生态系统健康都具有重要意义.本文以塔里木盆地北缘盐土1300 m×1700 m样地为试验区,采集5~10 cm深度土壤样品144个,构建土壤有机碳含量的贝叶斯地统计空间预测模型,并以普通克里格、序惯高斯模拟和逆距离加权方法为对照,评价贝叶斯地统计对土壤有机碳含量的预测性能.结果表明: 研究区土壤有机碳含量处于1.59~9.30 g·kg-1,平均值为4.36 g·kg-1,标准偏差为1.62 g·kg-1;半方差函数符合指数模型,空间结构比参数值为0.57;利用贝叶斯地统计方法,获得了土壤有机碳含量的空间分布图以及评价预测不确定性的预测方差、上95%分位数、下95%分位数分布图;与普通克里格、序惯高斯模拟和逆距离加权方法相比,贝叶斯地统计方法具有更高的土壤有机碳含量空间预测精度,显示出该方法对土壤有机碳含量预测的优越性.  相似文献   

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