基于gis技术的青海省最低气温空间插值方法探讨[1]

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1、n6n6n6^27卷O9期草业科学5—1OV0L27．NO．09PRATACULTURALSCIENCE09／2010一6物植{刖层产生一基于GIS技术的青海省最低气温空间插值方法探讨张海静，周秉荣，金元锋，何永清。(1．青海省气象局防灾减灾重点实验室，青海西宁810000；2．青海省海南藏族自治州同德县气象局，青海同德8132003．青海省囊谦县气象局，青海香达815200)摘要：采用青海省5o个气象站点3O年气候整编资料，分别应用克里格(Kriging)插值法和统计分析软件建立最低气温与地形的多元线性回归模型、多维二次趋势面模型，对青海省无测站地区500

2、m×500m栅格单元的1、4、7、10月最低气温值进行了推算，制作了青海省最低气温的栅格图，分析了不同插值方法对青海省最低气温的插值效果。结果表明：1、4、1O月份，多元线性回归模型法和多维二次趋势面模型法要优于克里格插值法；而7月份应用克里格法插值效果较好。关键词：最低气温；多元线性回归；多维二次趋势面；克里格插值法中图分类号：S812—05；S127文献标识码：A文章编号：1001-0629(2010)09—000506作为生态、资源环境等相关学科的基础数省气象科学研究所，包括青海省GRID格式的数据源，气候信息在区域和全球尺度生态系统变化字高程模型(D

3、EM)和青海省县级行政区划图。的模拟、生态系统管理、自然资源区划和管理中发属性数据包括青海省所辖县(市)各气象台站的经挥着重要作用_】]。然而由于气象站点定位观测度、纬度、边界、海拔高度。气象数据包括青海省获取的只是局部有限的空间点数据，要想得到区50个站点3O年气候整编资料(1971—2000年)中域尺度的有关参数，只能利用以点代面或者空间代表冬、春、夏、秋季的1、4、7、10月最低气温资内插和外推方法得到气象要素的空间分布数料。据E]。由于采用低分辨率模型计算不能准确反映复目前用于资料空间插值的方法有多种，主要杂地形条件下的地形遮蔽度等信息，结果与实际有

4、克里格(Kriging)插值法、反距离加权法(In—情况一致性较差；如果分辨率太高，则计算量呈指verseDistanceWeight，IDW)、样条法(Splines)数级增长，实测资料的空间分辨率又很难支持。和综合插值法等。研究区域和时间尺度的不同决因此，采用500m×500m分辨率的DEM(图1一a)定插值方法选用的不同，即使是同一种插值方法，来体现地域差异性。并利用GIS软件空间分析用于不同的研究区域，所取得的结果也不同，不同模块中的分析函数slope得到了500m×500m的方法插值结果差别也很大lg。气象要素的空分辨率的坡度图(图1)。间分布受诸

5、多要素影响，由于气象观测站点稀少1．2最低气温空间分布模型构建的原理而且分布不均，在很多地形复杂的地区，可用的气影响气候要素空间变化的地理、地形因子很多，大象数据非常有限，因此如何充分利用有限的气候气候影响要素主要是当地的经度、纬度和海拔高资源，根据气候要素的空间分异规律，推测无观测度，简称宏观地理因子；小气候影响因素主要有坡点和少观测点区域的气候要素值，一直是相关学度、坡向和地形遮蔽度，简称小地形因子。构建宏科研究的热点。收稿日期：2009—11—3O1数据与方法作者简介：张海静(1982一)，女，青海湟中人，助理工程师，学士，主要从事大气探测业务和应用气

6、象研究1．1资料青海空间数据资料，主要来源于青海工作。E、mail：jyf0501@163．tomPRATACULTURALSCIENCE(Vo1．27．No．09)观地理因子和小地形因子的空间数据库是建立青对气象要素值的影响；多维二次趋势面模拟较为海省最低气温要素GIS空间分布模型的基础。复杂，考虑了上述因子分别两两结合的影响效果。最低气温的分布与海拔高度、纬度、经度这些宏观本研究采用统计软件建立海了■最低一气温与海拔、经芡61地理因子有很大关系，另外要素点所处的坡度不度、纬度、坡度、坡向、地形遮7蔽度的7关系模型，在)n98O同，接收的太阳辐射就有一定的

7、差异，必然引起热此基础上运用地理信息软件ArcGIS进行空间插量因素分布的差异。本研究用多元线性回归分析值，充分考虑了最低气温受地形影响及其在空间方法和多维二次趋势面模拟方法对各气候要素的分布上的不均匀性、不连续性，提高了最低气温空空间分布进行了模拟[1引。多元线性回归分析方间插值的精度。法较为简单，模拟的是各个地理和地形因子单独b图1青海省地形数据图注：a为青海省DEM模型；b为青海省坡度图。草业科学(第27卷。9期)最低气温多元线性回归模型表示为：义，从而分别计算出各个栅格的最低气温。Y=F(X，。，h，S，a，)(1)表1和表2是考虑各个地理地形因子后

8、，对式中，y为所要模拟的最低气温，为经度，为纬30年