gis支持下的赤峰地区气候资源空间分布特征的研究

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1、兰州大学硕士学位论文第一章绪论由于我国地面气象站点分布密度却远远低于发达国家，而且分布相对来说也不尽合理，因此，如何利用有限的地面气象观测资料来获得全国或某一研究区域的气象、气候要素的空间分布，特别是具体到某一细小网格点的气象要素值，一直是制约我国农学、生态学、地学、全球变化科学等研究发展的难点问题Ⅲ。气象观测资料作为一种空间数据，具有一般空间数据所具有的特点，蕴含着非常复杂的非线性关系，在时空分布上具有错综多变的时空特征。因而要把这种离散的、不规则的观测资料转换成网格的、规则的气象资料格点场，来反映某一地区气象资料的空间分布规律，对于气象资料的全方位分析和应用是非

2、常重要的。把这种空间分布很不规则的数据转换成规则的网格数据，就需要利用特定区域已知的离散观测数据来估计规则格点上的非观测数据，这就是所谓的“空问插值”【7】。空间插值(空间数据探索分析)是研究区域空间变量分布特征的基本方法啪。空间插值的一个重要目标是估计空间变量的变异函数。变异函数反映空间相关随距离变化的特征，可以用几个基本变异函数模型描述。根据变异函数，可以判断数据是否具有平稳性，是否符合空间统计的本征假设。由于变异函数建立的关键是对初始条件的假定和方法运用的理解，这种主观的假设在某种程度上必然造成空间插值的不确定性。根据空间数据的特征，不同插值方法所得出的结果之

3、间的精度存在着很大的波动。空间内插方法的选择对于数据采集稀疏或小空间尺度内数据就波动很大的多山地区来说尤为重要。目前空间插值方法在大气科学和地理信息系统(GIS)研究中已被广泛应用于温度、降水、空气和土壤湿度等空间变量的估计、预测，以及其空间分布规律、等值线的绘制和各种网格化等的研究中。通过研究认为，有些空间插值方法适用于温度的内插，有的适用于降水的内插，即对不同特性的空间变量要使用不同的空间内插方法来进行模拟。空间内插一般包括这样几个过程嘲：①内插方法(模型)的选择；②空间数据的探索分析，包括对数据的均值、方差、协方差、独立性和变异函数的估计等；③内插方法评价；④

4、重新选择内插方法，直到合理；⑤内插。随着3S技术的日趋发展，特别是GIS技术所集数据库、地图制图、空间分析功能为一体，并能对空间数据进行分析的功能特色，为海量数据管理、多源成果表达形式和空间数据分析提供了最为快速、方便和准确的方法和手段，为气候资源向更高分辨率(3”×3”网格)空间特征进行研究提供了强有力的技术支兰州大学硕士学位论文第一章绪论持。§1．2国内外气候资源空间插值方法研究现状关于气候要素的基本特点和变化规律许多人己进行了系统的研究，并写成了专著，如E．H．罗曼诺娃的<基本气候要素的小气候变化》m1、吉野正敬的‘小气候》“4、G．Barry的‘山区天气与气

5、候》“”、L．B．～lacttattie和F．Schneue的《农业地形气候学引论》“”等。在国外的研究中，C．A．萨鲍日妮科娃(1937)建议用月平均最低气温插值初、终霜日期“8；内西(1951)用地理比例法从大阪、丰冈、彦根的月平均气温观测值插值京都每月的累年平均气温；1952年名古屋地方气象台用海拔高度、坡向、离海岸距离、对盛行风向的开旷度等要素与气象站各月平均气温制作出共轴相关图方法插值无资料地区的气温分布；吉野正敏(1952)利用物候调查资料，根据温州蜜柑开花日期与4月平均温度的关系，推算了伊豆半岛北部的4月平均气温的分布“”，1956年根据桑树开叶片数插

6、值了崎玉县秩父郡3月平均气温得分布。正务章(1974)采用温差方程法插值了岐阜县(日)的日最高和日最低气温分布“”。W·C·斯匹伦在研究美国科罗拉多州洛矶山西坡雨季降水时，使用海拔高度、坡度、坡向、开旷度等4个因子，来查得区域内任意一点所对应的实际降水量“”。随着农牧业生产发展对气候资料要求的提高，国内也广泛开展了无资料地区气候要素分布的插值和模拟研究。20世纪80年代，以傅抱璞、翁笃鸣、卢其尧等为代表的学者通过数值统计模拟方法(例如：分离综合法，统计模拟法，回归余项法，小地形温差估算法等)获得非气象站点所在区域内气象要素的空问分布情况。傅抱璞(1982)提出用分离

7、综合法插值无资料地区的年、月平均气温；跟据风要素与地形和风向的综合关系推求有关风向题，提出了动力相似法；提出用变换界限法按照高度内播或外延来推算其它投有气象观测资料地方界限温度出现的日期“”1。梁敬、朱家龙(1982)用综合分离法插值了张家口地区的年月平均气温的分布，用相关法插值了该地区的农业界限温度初、终日期和持续日数㈨。沈国权(1984)针对湖南省的具体情况提出了一种考虑宏观地形温度效应的网格温度场分析方法，该法提出后又被其它省份的作者引用与验证，在大、中尺度的—3一兰州大学硕士学位论文第一章绪论丘陵山区都取得了较为满意的结果啪1。傅抱璞1988年又提出半经