顾及各向异性的三维Kriging空间插值方法研究

发布时间：2019-10-12 01:23

【摘要】：关于三维地理现象空间分布规律的估计,必须通过空间插值重建三维空间场；然而地理现象本身具有空间结构性和各向异性的特征,因此三维空间插值必须考虑结构性和各向异性,才能建立与地理现象空间分布规律相一致的模型。由于受到多种环境因素的影响,地理现象的分布和变化有其内在趋势,存在一些特征方向,在各个方向上呈现的空间结构特征是不同的;地统计学中的变异函数是描述空间结构特征的有效手段,不同方向上的变异函数反映了地理现象的各向异性特征；重建空间场的三维空间插值必须对地理现象观测数据进行属性变化的特征方向分析,使三维空间场的坐标轴向与地理现象观测属性的特征方向一致。针对目前三维空间插值考虑各向异性时没有结合属性变化方向的问题,本文探索了基于地理现象属性变化的方向性特征分析,选用Kriging方法,以地统计学为依据,实现对具有各向异性的地理现象进行三维空间插值。通过本文的研究,将Kriging方法扩展到三维空间,依靠有限的观测数据完成三维空间场的准确插值重建,主要完成了以下工作： (1)详细阐述了PHD方法的原理,在此基础上,对地理现象观测数据进行属性变化的方向性特征分析,提取观测属性的特征方向,实现了真实地理空间向规范化三维空间的转换,为地理现象的结构特征分析提供空间基准。 (2)基于方向性特征分析的结果,在规范化三维空间中,对观测数据的地理属性进行结构特征分析,拟合三个轴向上的变异函数曲线,构建规范化三维空间的三维变异函数统一套合模型,反映了地理现象在规范化三维空间中的各向异性特征,为三维空间插值的权重设计、观测样点的选择提供参考依据。 (3)在完成地理现象结构特征分析的基础上,结合Kriging方法,在规范化三维空间中确定搜索椭球体的定义,实现顾及各向异性的三维Kriging空间插值方法,以太湖水体泥沙含量在真实地理空间的分布为例,对该方法的可靠性及其插值结果的精度分析进行实验验证。
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P208

【参考文献】