GIS支持下考洲洋养殖水域浮游植物数量的时空分布及其与营养盐的相关性研究

在GIS和统计分析软件SPSS的支持下,利用数据插值、相关性分析和回归分析等方法,研究了枯水期和丰水期考洲洋养殖水域浮游植物数量的分布趋势及其与海水营养盐的相关关系。结果表明,枯水期浮游植物数量的分布较为均匀,其密集区分布于吉隆河口及其附近水域;而丰水期的数量变化幅度较大,密集分布区出现在湾口至盐洲岛北部水域,呈现出从湾西北部至湾口水域逐渐增加的分布趋势。两次调查相比,丰水期浮游植物的数量明显高于枯水期。相关性研究结果表明,调查期间浮游植物数量与无机氮和无机磷的相关性均不显著,但与活性硅酸盐呈显著相关,在枯水期两者之间呈显著正相关,而在丰水期则刚好相反,两者之间呈显著负相关。     

准好氧填埋场的温度空间变异性

利用半变异函数, 对准好氧填埋装置中温度的空间变异特性进行了研究,并对装置内部温度进行了Kriging（克里格法）插值,得到纵剖面的等温线图.对不同理论模型进行优化拟合结果表明,剖面上温度半变异函数用线性有基台值模型拟合, 效果最好.得到的理论模型参数为：变程3.5 m,基台值83.6.利用克里格法进行最优内插估值得到的温度等温线表明,高温区域一般位于填埋体中段4～16 m的3 m以上部分,低温区域一般位于填埋体两端及中段1 m以下部分.可在高温区加大通风散热效果, 以降低过高的温度; 在低温区改善好氧环境, 增大氧气含量, 从而提高温度.对剖面上温度进行加权平均后,得到的准好氧填埋堆体的温度为59.8 ℃.这一温度可作为准好氧填埋结构基本形成的参考值.     

基于非刚体配准的体数据插值重建方法

三维图像的处理和操作需要将一般的断层序列插值成为具有各坐标轴一致的分辨率的体数据,而目前最常用的线性插值方法在层间距较大时会导致图像边缘模糊和出现伪影。Penney根据现有的非刚体匹配方法,提出了利用图像形变场数据的插值算法,大大提高了层间插值的质量。本文对Penney提出的算法进行了两方面的改进,在配准过程中用简单的单射性约束取代了复杂的平滑性约束,用邻域平均算法替代Penney使用的最邻近直线插值方法,并将新算法的实验结果与原算法、线性插值进行了对比,新算法在保持高质量插值的前提下提高了计算速度。该算法可以应用于精度要求比较高的体数据插值重建过程。     

豫中褐土耕地土壤性质空间分异及质量评价

以河南省中部褐土集中分布区禹州县文殊镇为例,基于GIS对该镇进行500 m×500 m规则网格布点248个,将布点图层与土壤图进行叠加分析建立空间数据库,作为野外GPS定位精确采样的依据.野外实际共采集202个点的土壤样品（0～20 cm）,其中随机均匀选取34个点进行容重环刀采样.获取有机质、速效K、速效P、pH值、全N、全P、质地、阳离子交换量(CEC)、缓效K和容重10项土壤指标作为耕地土壤质量评价的因素.对指标进行数据统计分析,运用层次分析法（AHP）计算排列出评价因子的权重,运用普通Kriging插值法得出研究区10项土壤理化性质空间分异及土壤质量等级分布和面积.结果表明：研究区褐土耕地土壤质量属于较好的水平,其中优、中等占95%以上,差等只有不到5%.     

GIS在描述某城区大气二氧化硫分布中的应用初探

应用地理信息系统（GIS）技术对1996年重庆市主城区大气二氧化硫分布进行了描述和分析。采用GIS的空间分析方法泰森多边形分析和区域插值对大气环境监测数据进行分析处理,避免了以点代面的缺陷,使大气污染物分布描述更为合理。     

南四湖区农田土壤有机质和微量元素空间分布特征及影响因素

基于地统计学和GIS技术相结合的方法,研究了南四湖区农田土壤有机质和微量元素的空间分布特征及其影响因素。结果表明,土壤有机质和微量元素均属中等变异程度,除硼符合正态分布外,其余土壤属性均符合对数正态分布。结构分析表明,除硼为纯块金效应外,土壤有机质和其它微量元素空间自相关性较强,其中结构性因素起主导作用。克里格插值结果表明,土壤有机质分布总体趋势为由北向南逐渐降低,锰、铜、锌分布总体趋势为中部高,南北两端低。影响因素分析表明,土壤类型、耕层质地、坡度、土地利用类型和地貌类型对土壤有机质均有显著影响。土壤类型主要是由于成土母质的差异影响土壤有机质的高低与分布,随质地由砂变粘、坡度由低变高,土壤有机质含量逐步升高,田间管理水平的差异是造成不同土地利用类型下土壤有机质含量差异的主要原因。微量元素中,除硼不受影响外,铁、锰、铜和锌与土壤类型、耕层质地、坡度、土地利用类型和地貌类型密切相关。     

某焦化场地土壤中多环芳烃分布的三维空间插值研究

为准确界定污染场地土壤中多环芳烃在3维条件下的污染分布范围和受污染土方量,选择我国某焦化污染场地苯并(a)芘分布为研究对象,对比研究Krig-3D、IDW-Shepard、IDW-(Franke/Nielson)以及Nearest Neighbor 4种3维插值方法对界定污染范围的不确定性影响。结果表明,不同3维插值模型计算结果差异较大,交叉验证结果显示Krig-3D插值模型插值精度最高,插值结果能较真实地反映场地实际污染情况。通过修复目标对比确定进一步表明,基于4种插值模型计算所得的污染土壤土方量分别为8.51×105、5.62×105、7.12×105、1.09×106m3,选择合理的插值模型将对预测污染范围的不确定性产生重要影响。研究结果对分析污染范围和修复治理过程土方量确定提供重要参考。     

基于GIS的浙北近海海域生态系统健康评价

在浙江省北部地区经济高速发展,科学高效利用海洋资源的同时,也不可避免的对浙北近海海域的生态系统造成一定的威胁。为了降低涉海工程对海洋生态环境可能造成的不利影响,通过分析浙江省北部海域高浊度、复杂水体等特点,利用层次分析法从水环境、沉积环境和海洋生物多样性构建了浙北近海海域生态系统评价指标体系,采用熵权法确定了相关因子的权重。在此基础上,综合GIS空间分析方法、数学模型,对2009年至2012年浙江省北部海域进行了实证研究。结果表明:(1)浙江省北部近海海域生态系统整体上处于不健康状态。含量较高的无机氮和磷酸盐及较低的海洋初级生产力是影响其环境质量的主要因素。(2)浙北近海海域生态系统主要薄弱区域与人类活动格局基本一致,由此推断,人类活动是影响浙北海域生态系统健康状态的主要因素。总体上,从2009至2012年浙北近海海域生态系统健康呈现逐年恶化的趋势。     

使用线性微分方程构建初步的乳腺癌转移相关基因网络模型

随着基因芯片的技术的推广,越来越多的表达数据需要被处理和分析．利用这些表达数据提取基因调控矩阵从而构建基因网络是一个重要的问题．通过线性微分方程模型可以初步构建基因网络,了解网络结构,提取最显著的信息．然而由于分子生物学的条件限制或者数据来源的限制,导致实验数据不充分,使方程组无解．本文使用三次样条方法,对26例临床、病理资料完备的具有淋巴结转移的乳腺癌基因表达数据进行插值处理,使表达数据满秩,从而使用最小二乘法解出加权矩阵,构建初步的表达基因调控网络．通过对构建的基因网络的初步分析表明:乳腺癌转移的形成是由多基因异常引起多条传导通路异常,致使细胞恶性转化的结果,这与生物学上公认的看法是相一致的．因此,利用此线性模型方法对基因表达谱进行分析兵有一定可行性,在认识乳腺癌转移机制,乳腺癌诊断和治疗方面具有一定的理论和应用价值．     

海洋浮游植物丰度的空间插值优化

在探索性空间数据分析(Exploratory spatial data analysis)和数据转化的基础上,利用反距离加权(Inverse distance weighting,IDW)、径向基函数(Radial basis functions,RBF)、普通克里格(Ordinary Kriging,OK),3种插值方法,对2003年8月获得的珠江口浮游植物丰度数据进行插值运算,并对插值准确度进行交叉验证。结果显示,珠江口浮游植物丰度数据具有离散性大、存在极大和极小值、呈正偏分布等特点。而对数转化能大大减小数据的离散性和不对称性,有效消除插值结果图中各类插值噪音。交叉验证显示,插值精确度OK最高,RBF次之,IDW最低。观察插值结果等值面图,发现3种方法均能较客观地模拟出浮游植物丰度的总体分布趋势,在对局部趋势的模拟上,OK的表现最好。综合评定,OK为最适合珠江口浮游植物丰度数据的插值方法。半变异模型的选择对OK的插值结果影响不明显。在四种半变异模型中,圆形模型的拟合效果最好。