检索结果-内蒙古大学图书馆

中国环境科学 2003年第2期23卷 113-116页

作者：郑一王学军刘瑞民陶澍北京大学城市与环境学系地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

应用克里格法研究了天津地区表层土壤中多环芳烃的含量水平及其空间分布规律.在此基础上,参照国外环境标准,对区域表层土壤中10种多环芳烃的污染现状进行了评价.结果显示,区域土壤已经受到一定程度的多环芳烃污染.萘超标倍数最大,强致... 详细信息

应用克里格法研究了天津地区表层土壤中多环芳烃的含量水平及其空间分布规律.在此基础上,参照国外环境标准,对区域表层土壤中10种多环芳烃的污染现状进行了评价.结果显示,区域土壤已经受到一定程度的多环芳烃污染.萘超标倍数最大,强致癌物苯并(a)芘的超标情况也较为严重,需引起进一步的关注.西青区和市区是土壤多环芳烃含量超标最严重的区域.

关键词：土壤多环芳烃克里格插值评价

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克里格插值的加速和参数优化及其应用

克里格插值的加速和参数优化及其应用

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作者：姜春雷中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所)

学位级别：博士

克里格(Kriging)插值是一种有效的插值方法,也是地统计学的重要组成部分,已经被广泛用于地质、气象学、地理学和地图制图学等应用中。与传统的插值方法(反距离加权插值法、自然邻点插值法、最近邻点插值法、局部多项式法、移动平均法、... 详细信息

克里格(Kriging)插值是一种有效的插值方法,也是地统计学的重要组成部分,已经被广泛用于地质、气象学、地理学和地图制图学等应用中。与传统的插值方法(反距离加权插值法、自然邻点插值法、最近邻点插值法、局部多项式法、移动平均法、线性插值三角网法和径向基函数法)相比,克里格插值法从区域化变量自身的特点出发,建立在变异函数理论和结构分析的基础上,充分考虑了样本点间的空间位置关系以及与待估点的空间关系,是一种无偏最优估计,拥有极高的精度。近年来,随着科研工作者们对插值方法越来越多的关注、插值方法自身的不断发展以及大量的实际应用,克里格插值已经成为相关学科的一个重要应用工具和研究热点。克里格插值在应用到大区域范围或大量样本情况下,其计算量极大,严重制约了它的应用范围。因此,基于并行方法减少克里格插值的时间是十分必要的。随着并行计算技术的发展,大区域和大样本环境下的快速克里格插值成为可能。GPGPU是近年来发展起来的一种新并行加速方法,相比集群平台,它有成本低、能耗少等独特的优势;同多核平台比,它能并发运行更多的线程,拥有更快的速度。本文基于GPU平台,利用OpenCL框架,针对GPU体系结构特点和克里格算法特点实现了克里格插值的GPU加速;同时建立了CPU-GPU协同加速克里格插值技术体系;通过集成遗传算法与粒子群算法优化了变异函数的参数;最后,将克里格插值应用于叶面积指数的预测。本论文的研究成果不但可用于克里格插值的加速,同时也为其它地学算法的GPU加速提供了方法上的借鉴。本文的主要工作如下:第一,并行粒度的选择。根据克里格插值和GPU体系结构的特点,利用阿姆达尔定律,系统分析了不同粒度的插值方法对其加速比的影响,并得出了适合GPU插值的最优粒度。同时也为其它地学算法并行方案中的粒度问题提供了参考价值。第二,冗余存储和计算的减少。克里格插值过程中相邻待估点可能拥有相同的邻近点这一特点,基于这一特点提出冗余矩阵减少方法(Redundant matrix reduction,RMR)。此方法对于拥有相同邻近点的待估点,仅构造其中一个待估点的系数矩阵,并计算其逆矩阵,其它拥有相邻近点的待估点使用这个逆矩阵计算自己的估计值。在这个过程中,RMR方法能同时减少GPU算法中的存储和计算消耗。第三,邻近点搜索。大区域克里格插值的分块解决方案中,在GPU上进行每一次计算时使用的采样点数量有限,针对这一特点,提出了快速可扩展窗口搜索方法(Quick extensible window searching,QEWS)用于搜索邻近点。同常用的邻近点搜索方法—KD树搜索法相比,QEWS方法在样本数量比较少的时候拥有优势。在对大的区域或大量样本插值时通常将其划分为较小的部分,因此在克里格插值算法中QEWS比KD树更有优势。第四,CPU-GPU异构平台上的克里格算法加速。在GPU算法中,当GPU执行并行计算时,CPU通常处于等待状态,因此本文联合CPU和GPU共同承担克里格插值的并行任务,结果表明,此方法能有效提高克里格插值的速度。第五,变异函数参数估计。变异函数的参数估计对最终的插值结果有重要的影响,通过遗传算法与粒子群算法对变异函数的参数进行了估计。第六,叶面积指数预测。在单点LAI预测过程中,基于时间序列分析方法SARIMA对LAI值进行预测,通过BP神经网络方法对SARIMA方法预测结果的残基进行拟合,将二者预测结果的和做为最终预测的结果,实验结果表明,SARIMA方法和BP神经网络的结合能有效提高预测结果准确性。在区域克里格插值中,通过时间序列分析方法SARIMA对一定区域范围内的LAI预测,利用克里格插值对这个区域范围内SARIMA预测结果的残基进行拟合,结果表明,克里格插值方法能够拟合SARIMA预测结果的残差,从而提高预测结果准确性。

关键词：克里格插值 GPU通用计算开放计算语言高性能计算 LAI预测

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克里格插值在区域土壤有机碳空间预测中的应用

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中国土壤与肥料 2014年第3期 93-97页

作者：顾成军中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室江苏南京210008 中国科学院大学北京100049 滁州学院地理信息与旅游学院安徽滁州239000

基于河北省第二次全国土壤普查数据,对比了常用土壤有机碳相关因子土地利用和土壤类型与普通克里格插值结合前后对土壤有机碳密度空间预测精度的差异,探讨了普通克里格插值在区域土壤有机碳空间预测中的应用。研究结果表明,土地利用能... 详细信息

基于河北省第二次全国土壤普查数据,对比了常用土壤有机碳相关因子土地利用和土壤类型与普通克里格插值结合前后对土壤有机碳密度空间预测精度的差异,探讨了普通克里格插值在区域土壤有机碳空间预测中的应用。研究结果表明,土地利用能够独立解释土壤有机碳密度总方差的19.0%,与普通克里格插值结合以后能够将对土壤有机碳密度总方差的解释程度显著提高到30.2%。低级土壤分类土属能够独立解释土壤有机碳密度总方差的45.0%,但与普通克里格插值结合以后对土壤有机碳密度总方差的解释程度为44.8%,两者相差不大。因此区域空间上能否进一步应用普通克里格插值优化土壤有机碳的空间预测与所选用的土壤有机碳相关因子有关。

关键词：河北省土地利用土壤类型土壤有机碳克里格插值

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基于地统计学——克里格插值法的村镇地表水体水质监测

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环境工程学报 2017年第4期11卷 2607-2613页

作者：施周闫杭召毕晨邓林湖南大学土木工程学院长沙410082 湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室长沙410082

采用普通克里格、以溶解氧为辅助变量的协同克里格、以UV254为辅助变量的协同克里格、回归克里格和与BP神经网络相结合的克里格等5种插值方法,对湖南省乔口镇典型地表水体新河中的COD进行空间分布预测。结果表明,新河中COD具有强烈的空... 详细信息

采用普通克里格、以溶解氧为辅助变量的协同克里格、以UV254为辅助变量的协同克里格、回归克里格和与BP神经网络相结合的克里格等5种插值方法,对湖南省乔口镇典型地表水体新河中的COD进行空间分布预测。结果表明,新河中COD具有强烈的空间自相关性,半方差函数拟合程度较高,为克里格插值提供了良好的理论基础。5种插值方法预测结果符合污染源分布的现场勘查情况,较好地反映了水体中COD的空间分布规律。插值精度表现为以UV_(254)为辅助变量的协同克里格法最佳,并且随着插值点数量的下降,各种插值方法的精度整体呈下降趋势。

关键词：村镇地表水体 COD 半方差分析克里格插值

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基于模糊灰色物元与克里格插值的县级耕地质量分等更新方法研究

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经济地理 2012年第11期32卷 131-137页

作者：曹隽隽周勇叶青清郧文聚冷国勇华中师范大学城市与环境科学学院中国湖北武汉430079 国土资源部土地整理中心中国北京100035 美国太平洋西北国家实验室美国华盛顿州99352

依据耕地变化特征与指标变化周期,从化学因子、物理因子和管理因子三个方面选取14个指标构建耕地质量动态监测指标体系,运用模糊灰色物元与克里格插值方法对公安县耕地等别更新进行了实证研究。结果表明:①公安县耕地整体质量略有下降,... 详细信息

依据耕地变化特征与指标变化周期,从化学因子、物理因子和管理因子三个方面选取14个指标构建耕地质量动态监测指标体系,运用模糊灰色物元与克里格插值方法对公安县耕地等别更新进行了实证研究。结果表明:①公安县耕地整体质量略有下降,主要集中在东部县城及湖泊附近,土地整治与高产农田区耕地质量局部提升;②模糊灰色物元分析结合克里格插值能较好的平衡耕地质量动态更新的时效性、准确性与经济性之间的矛盾。

关键词：耕地分等更新模糊灰色物元克里格插值公安县

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澜沧江流域降水量空间分布的克里格插值分析

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测绘科学 2007年第3期32卷 104-105,113页

作者：刘刚赵荣刘纪平张清浦中国测绘科学研究院

澜沧江流域范围狭长,地形起伏较大,降水等气候信息复杂多变,获取困难。而使用地质统计学当中的克里格插值方法,可以对降水量的空间分布情况进行插值分析,获取流域内及周边地区的降水量空间分布特征。本文对地质统计学及克里格插值的基... 详细信息

澜沧江流域范围狭长,地形起伏较大,降水等气候信息复杂多变,获取困难。而使用地质统计学当中的克里格插值方法,可以对降水量的空间分布情况进行插值分析,获取流域内及周边地区的降水量空间分布特征。本文对地质统计学及克里格插值的基本理论进行了简单介绍,利用降水量空间分布的各向异性特征,对澜沧江流域多年平均降水量进行了空间插值处理,对试验误差进行了比较,并对流域内降水量的整体分布特征和其中部分地区降雨量异常的原因进行了初步的分析。

关键词：澜沧江降水量空间分布地质统计学克里格插值

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基于克里格插值的煤矿底板突水系数等值线优化研究

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煤炭科学技术 2018年第7期46卷 68-74页

作者：陈实刘小明杨竣皓唐波西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西咸阳712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西咸阳712100 西安科技大学能源学院陕西西安712054 神华宁夏煤业集团责任有限公司宁夏银川750011

为防治羊场湾煤矿16号煤层底板水害,基于《煤矿防治水规定》中提出的煤矿底板突水系数评价方法,以羊场湾煤矿矿区范围内钻孔数据为基础,依据克里格(Kriging)插值法,提出了优化绘制羊场湾煤矿16号煤层底板突水系数等值线图的新方法。结... 详细信息

为防治羊场湾煤矿16号煤层底板水害,基于《煤矿防治水规定》中提出的煤矿底板突水系数评价方法,以羊场湾煤矿矿区范围内钻孔数据为基础,依据克里格(Kriging)插值法,提出了优化绘制羊场湾煤矿16号煤层底板突水系数等值线图的新方法。结果表明:新方法通过优化插值钻孔数据,增加了插值钻孔数量,提高了突水系数等值线图的精度。使用新的插值方法没有增加新钻孔,优化绘制出的羊场湾煤矿16号煤层底板突水系数等值线图精确度更高,为羊场湾煤矿底板水害防治提供了技术支持,为今后同类型煤矿底板突水系数等值线图的绘制提供了新思路。

关键词：煤矿底板突水克里格插值突水系数水害防治

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基于ICESat-2/ATLAS数据结合克里格插值进行区域尺度森林LAI估测

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云南大学学报（自然科学版） 2023年第5期45卷 1157-1170页

作者：杨泽至舒清态邱霜席磊西南林业大学林学院云南昆明650224

森林叶面积指数(leaf area index,LAI)是探究植被与气候相互作用关系的关键参数.为更加科学、高效获取森林LAI空间格局信息,研究基于星载光子计数激光雷达ICESat-2/ATLAS数据进行大尺度森林LAI估测,以探讨星载光子数据在山地森林LAI建... 详细信息

森林叶面积指数(leaf area index,LAI)是探究植被与气候相互作用关系的关键参数.为更加科学、高效获取森林LAI空间格局信息,研究基于星载光子计数激光雷达ICESat-2/ATLAS数据进行大尺度森林LAI估测,以探讨星载光子数据在山地森林LAI建模中的潜力和可行性.以香格里拉市为试验区,对试验区有林地光子点云数据进行去噪、分类等预处理.随后提取各个林地光斑的特征因子属性,并结合47块森林LAI样地实测数据,分别采用逐步回归和随机森林回归模型构建了基于研究区光斑尺度的森林LAI模型.为实现研究区森林LAI的连续估测,研究对经优选的光斑特征因子进行克里格插值,形成其各自属性值的栅格图层,并利用LAI最佳模型进行研究区森林LAI的整体估测.结果表明,Landsat percent,Canopy photon rate,Minimum canopy height和Number of canopy photons等4个光斑特征因子与LAI样地实测值呈显著相关,可作为LAI的建模因子.随机森林模型对研究区LAI的预测能力优于逐步回归模型,其R^(2)和RMSE分别为0.557和0.175,为研究区森林LAI的估测模型.变异函数结构分析显示,指数模型对Landsat percent、Canopy photon rate和Minimum canopy height等3个因子的变异特征的拟合效果较好,其R^(2)分别为0.89,0.78和0.77,而Number of canopy photons的最优理论变异函数模型为球状模型,其R^(2)为0.68.4个LAI模型的光斑特征因子的变异程度仅为6%-12%,块金效应微弱,空间自相关性显著,可对其进行克里格插值.研究为基于星载光子点云数据反演区域森林LAI提供了方法示范,是以较小成本实现大尺度森林LAI快速反演的一个思路.

关键词： ICESat-2/ATLAS 克里格插值森林LAI 遥感估测

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运用网络核密度估计与克里格插值识别城市功能区

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测绘地理信息 2019年第4期44卷 14-18页

作者：黄怡敏邵世维雷英哲田晶武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 武汉大学地理信息系统教育部重点实验室湖北武汉430079 数字制图与国土信息应用工程国家测绘地理信息局重点实验室湖北武汉430079 武汉市国土资源和规划信息中心湖北武汉430013

挖掘适宜于认知的高所信息能为进一步的分析提供依据。城市功能区的识别是这类信息挖掘的典型案例,对城市规划及对以往用地规划的验证具有重要意义。提出一种单纯运用城市路网与兴趣点(point of interest, POI)识别城市功能区的方法。首... 详细信息

挖掘适宜于认知的高所信息能为进一步的分析提供依据。城市功能区的识别是这类信息挖掘的典型案例,对城市规划及对以往用地规划的验证具有重要意义。提出一种单纯运用城市路网与兴趣点(point of interest, POI)识别城市功能区的方法。首先,运用网络核密度估计方法计算出各功能类型POI的点位强度;然后,运用克里格插值将网络核密度估计结果可视化;最后,依据分等级的城市路网划分各类型功能区的边界。对武汉市进行的实验结果表明,该方法能较有效地识别城市中的功能区。

关键词：城市功能区网络核密度估计克里格插值城市路网兴趣点

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结合土地利用与克里格插值的区域土壤有机碳空间表征方法

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水土保持研究 2014年第2期21卷 39-42,46页

作者：顾成军史学正于东升土壤与农业可持续发展国家重点实验室中国科学院南京土壤研究所南京210008 中国科学院大学北京100049 滁州学院地理信息与旅游学院安徽滁州239000

如何利用有限的土壤采样点准确预测土壤属性一直是研究的热点。基于河北省全国第二次土壤普查数据,运用方差分析研究了使用土地利用和克里格插值来表征区域表层土壤有机碳空间分布的可行性。结果表明:土地利用是表层土壤有机碳密度空间... 详细信息

如何利用有限的土壤采样点准确预测土壤属性一直是研究的热点。基于河北省全国第二次土壤普查数据,运用方差分析研究了使用土地利用和克里格插值来表征区域表层土壤有机碳空间分布的可行性。结果表明:土地利用是表层土壤有机碳密度空间分异的一个影响因子,可以直接使用土地利用来反映表层土壤有机碳密度在空间上的分布和变化。但单一的土地利用对土壤有机碳密度空间分异的反映能力还不是很高,而土地利用与普通克里格插值结合以后能显著地提高对土壤有机碳空间分异的解释水平。因此区域空间上可以将土地利用与普通克里格插值结合来表征表层土壤有机碳密度的空间分布。

关键词：土地利用土壤有机碳克里格插值空间分布

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