夏季风期间青藏高原地形对降水的影响

利用高分辨率的3″数字高程模型资料,青藏高原东部102个常规气象观测站5~10月份的降水资料,采用多元逐步回归的方法,分类建立青藏高原雨季逐月降水量和6个地理、地形因子间关系模型,估算青藏高原地区雨季降水量空间分布。结果表明,以此方法建立的青藏高原降水量与诸因子间方程的相关性显著, 通过置信度0.95 的检验,相对误差在20%内;受季风影响,高原东部地区降水呈现出南北差异,降水高值中心也出现北进-东移-南撤的分布特征,反映了季风水汽输送规律;地理因子、高度及局地地形因子对降水的空间分布的影响有很大差异。     

基于多种高分辨率卫星数据的TRMM降水数据降尺度研究——以内蒙古地区为例

利用内蒙古地区2001~2010年42个站点实测降水数据作为“真值”,采用LOO（Leave-One-Out）交叉验证、多元逐步回归等方法,构建TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）降水数据与地形及气候等要素之间的多元回归关系,在此基础上,利用回归值+残差值的方法,获得空间分辨率为1 km×1 km的TRMM年降水数据,并对降尺度TRMM数据进行精度检验。研究表明：① TRMM数据可用于区域年降水量估计,且与实测年降水量呈显著线性关系;② 通过建立不同年份、不同空间分辨率TRMM数据与其它遥感数据的多元统计模型,研究发现在中尺度下TRMM与观测年降水数据拟合效果较好,且在空间分辨率为0.50°×0.50°时的拟合效果最好;③ 降尺度分析提高了TRMM数据对研究区降水时空特征的描述能力,确定性系数、标准误差和偏差均有明显改善,表明降尺度算法在将TRMM降水数据空间分辨率提高到1 km×1 km的同时,并能提高降水数据的精度。     

基于PLS回归模型的石羊河流域降水空间分布

利用石羊河流域内国家气象站点和中国内陆河湖水文站点2010—2012年逐日降水观测资料,基于DEM资料提取流域经度、纬度、坡度、坡向、海拔等地形因子,建立降水量与地理地形因子之间的多元偏最小二乘(partial least squares,PLS)回归模型,对石羊河流域2010—2012年在年、季、月尺度上的降水分布特征进行研究,结果显示:1)采用交叉验证法对PLS与反距离加权法(IDW)、样条函数法(SPLINE)、普通克里金插值法(OK)等传统插值方法的精度验证结果比较发现,PLS的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)值均是最小的。PLS回归模型对降水量的拟合相关系数除2011/2012年冬季分别为0.68和0.66,其余模型的拟合相关系数均在0.81以上,且显著性水平在95%以上。2)不同的时间及时间尺度,地形因子对降水量的影响是不同的,基本上海拔和坡度对降水量的影响是较大的,且随海拔和坡度的增加降水量增加。3)石羊河流域2010—2012年年降水量从南向北逐渐递减,最大降水量均在南部祁连山区;季节降水量大小依次为夏季秋季春季冬季,夏季降水量较丰富;不同年的夏季6/7/8月的降水特征也各不相同,2011年7月和2012年8月降水量相对较丰富。     

基于DEM的地理要素PRISM空间内插研究

利用PRISM模型基于DEM、站点数据和其它空间数据图层内插了气象要素,以便准确表达其空间分布特征。为了比较PRISM空间内插结果,采用GIS常用的Kriging内插、Spline内插等方法分别对降水和气温站点数据进行空间插补,并对内插结果进行精度分析、DEM空间分辨率的影响分析和各个权重因子的影响分析。分析表明,PRISM方法比其它内插方法能够更加精确地表达气象要素的空间分布,更适合于在地形复杂地区地表参数的空间内插。由于气象要素空间分布的复杂性,PRISM内插方法不能完全表达地表参数空间异质性。以后研究中,应在更小的站点影响单元内考虑更多因子利用PRISM方法进行气象要素的空间内插。     

起伏地形下黄河流域太阳直接辐射分布式模拟

基于数字高程模型(DEM)数据和气象站观测资料建立了起伏地形下太阳直接辐射分布式计算模型,模型充分考虑了地形因子(坡向、坡度、地形相互遮蔽)对起伏地形下太阳直接辐射空间分布的影响;以1km×1km分辨率的DEM数据作为地形的综合反映,计算了起伏地形下黄河流域1km×1km分辨率太阳直接辐射的空间分布;深入分析了起伏地形下太阳直接辐射受地理、地形因子影响的变化规律。结果表明:受地形起伏和坡向、坡度等局地地形因子的影响,山区年太阳直接辐射量的空间差异比较明显,向阳山坡(偏南坡)的年直接辐射量明显高于背阴山坡(偏北坡)     

起伏地形下黄河流域太阳直接辐射分布式模式

基于数字高程模型(DEM)数据和气象站观测资料建立了起伏地形下太阳直接辐射分布式计算模型,模型充分考虑了地形因子(坡向、坡度、地形相互遮蔽)对起伏地形下太阳直接辐射空间分布的影响;以1km×1km分辨率的DEM数据作为地形的综合反映,计算了起伏地形下黄河流域1km×1km分辨率太阳直接辐射的空间分布;深入分析了起伏地形下太阳直接辐射受地理、地形因子影响的变化规律.结果表明受地形起伏和坡向、坡度等局地地形因子的影响,山区年太阳直接辐射量的空间差异比较明显,向阳山坡(偏南坡)的年直接辐射量明显高于背阴山坡(偏北坡).     

复杂地形下长江流域太阳总辐射的分布式模拟

利用长江流域气象站1960-2005年的观测资料(包括常规气象站点资料和辐射站点资料)、NOAA-AVHRR遥感数据(反演地表反照率),以1km×1km的数字高程模型(DEM)反映地形状况的主要数据,通过基于DEM数据的起伏地形下天文辐射模型和地形开阔度模型,分别建立了长江流域太阳直接辐射、散射辐射和地形反射辐射分布式模型,实现了长江流域太阳总辐射模拟,并对总辐射模拟结果进行了时空分布规律分析和对其受季节、纬度、地形因子(高度、坡度和坡向等)影响的局部规律分析,以及模拟结果的误差分析和站点验证分析。结果显示:太阳总辐射在季节上受影响的程度依次是春季>冬季>夏季>秋季;随着高度、坡度、纬度的增加,太阳总辐射受坡向影响的程度呈增强趋势,从坡向上看,向阳山坡(偏南坡)对太阳总辐射量明显高于背阴坡(偏北坡)。模拟的平均绝对误差为13.04177MJm^-2,相对误差平均值3.655%,用站点验证方法显示:模拟绝对误差为22.667MJm^-2,相对误差为4.867%。     

基于GIS的长江三峡库区滑坡影响因子分析

利用GIS技术和统计方法,对三峡库区选定的研究区域(面积4539km2)滑坡空间分布和地形、地质等滑坡内部因子之间相关性进行统计计算。在建立地质、地形数据库等滑坡因子空间数据库和滑坡空间分布数据库(数据比例尺均为1∶10000)基础上,从地形数据库提取25m分辨率DEM,再派生出高程、高差、坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率等地形影响因子;从地质数据库提取地层和岩性组合影响因子。将各个定性的因子按一定规则进行重分类、转换为25m分辨率的栅格数据格式,在GIS中进行地图代数运算、统计计算滑坡和各影响因子相关性。结果表明,滑坡分布和Q4、J1x,J1z、S岩性岩组;90m以下、90～135m和135～175m三个高程带;15～20m局部高差;10°～25°坡度;北、南和西北方向及-1～1曲率范围等影响因子相关性等级都大于1,为滑坡发生的主要影响因子类属。研究的结果是进行滑坡易发性评价的基础,可以指导库区滑坡灾害管理、土地利用等。     

广西晚稻低温冷害空间分析模型构建及其区划

根据晚稻生长状况、受害程度与低温冷害强度关系,确定晚稻冷害等级指标;利用广西90个气象台站46年的气候资料和站点地理信息,采用GIS技术和数理统计回归分析以及气候资源的细网格推算方法,建立晚稻冷害的空间分析模型,推算出1km×1km分辨率的冷害指标因子空间分布;并根据晚稻冷害分级指标,通过GIS的空间分析能力,分析广西晚稻低温冷害的空间分布特征,得出广西无冷害和轻度、中度、严重冷害等四个区域的区划结果,制作广西晚稻低温冷害区划专题图,对分区结果进行评述并指出了冷害的战略防御和应急防御措施,为广西水稻生产的趋利避害和优化布局提供决策依据。     

基于DEM的土壤理化性质空间统计与三维表达——以湖南醴陵市为例

以土壤图、地貌分区图、地形图、土壤普查及野外实际调查资料为数据源,利用GIS软件建立DEM并进行高程分带和空间叠置分析等,研究湖南醴陵市土壤空间分布及其理化性质与地形因子的相互关系。结果表明:土壤空间分布具有强烈的区域差异性,不同地貌分区和高程区域土壤组合不同,同一土壤类型在各地貌分区和高程区域的分布面积也不同;土壤理化性质与海拔高程具有显著相关性,随海拔高程增加,土壤有机质和全氮含量减少,阳离子代换量降低,土壤pH值升高、酸性减弱。据此构建研究区土壤空间分布三维可视化模型,直观再现土壤空间分布与所处地理环境的关系。