氣象服務(wù)廣泛地應(yīng)用于社會的方方面面,地面氣象觀測資料的好壞直接影響氣象服務(wù)的質(zhì)量,而地面氣象站是地面氣象觀測資料的主要來源之一。布局合理的地面氣象站能夠保證在一定插值精度的情況下,盡量避免浪費(fèi)過多的財(cái)力物力。因此,本文在現(xiàn)有地面氣溫監(jiān)測站點(diǎn)分布的基礎(chǔ)上,從用最少的站點(diǎn)數(shù)目保留最多的氣溫信息的角度,進(jìn)行了一系列的地面氣溫監(jiān)測站點(diǎn)空間布局優(yōu)化研究,主要內(nèi)容如下:采用莫蘭指數(shù)對地面氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行空間相關(guān)性分析,為使用地統(tǒng)計(jì)學(xué)中的克里金插值方法奠定理論基礎(chǔ)。針對研究區(qū)域內(nèi)地面氣溫監(jiān)測站點(diǎn)的間距問題,本文從結(jié)構(gòu)函數(shù)入手,利用結(jié)構(gòu)函數(shù)推算日均溫的內(nèi)插精度與站點(diǎn)間距的關(guān)系,估算研究區(qū)域內(nèi)地面氣溫監(jiān)測站點(diǎn)的最大容許距離;考慮到現(xiàn)有站點(diǎn)分布導(dǎo)致空間大尺度區(qū)域邊緣氣溫監(jiān)控能力弱的問題,在最大容許距離的情況下,通過地統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法,利用克里金方差尋找研究區(qū)域中優(yōu)先添加站點(diǎn)的區(qū)域,結(jié)合遺傳算法的尋優(yōu)能力,提出一種基于遺傳算法和克里金的地面氣溫監(jiān)測站點(diǎn)拓展方法;針對未來中小尺度區(qū)域地面氣溫監(jiān)測站點(diǎn)密度的提高,結(jié)合克里金插值帶來的殘差,利用研究區(qū)域內(nèi)各站點(diǎn)長時(shí)間尺度中的殘差情況,提出了一種基于殘差分布的地面氣溫監(jiān)測站... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

地面氣象觀測站點(diǎn)分布圖

嶄韉仄驕??陸橛?3～16℃，屬于溫帶向亞熱帶的過渡性氣候。湖南省介于北緯24°38′～30°08′，東經(jīng)108°47′～114°15′之間，總面積21.18萬平方千米。地貌類型多樣，有半高山、低山、丘陵、崗地、盆地和平原[33]。湖南各地年平均氣溫一般為16～19℃，屬于大陸性亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候。選取的氣溫觀測資料的時(shí)間集中于2012年至2016年地面氣溫?cái)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)為每日分時(shí)數(shù)據(jù)，即每日02時(shí)、08時(shí)、14時(shí)、20時(shí)的數(shù)據(jù)。由于有部分站點(diǎn)因?yàn)閿?shù)據(jù)的缺失，所以利用江蘇省境內(nèi)56個(gè)地面氣象監(jiān)測站，湖南94個(gè)地面氣象監(jiān)測站作為研究對象。圖2.2為江蘇、湖南兩省的站點(diǎn)分布圖。湖南省的面積近似江蘇的兩倍，因此從密度上來看，江蘇的站點(diǎn)密度高于湖南。江蘇省站點(diǎn)分布圖如下圖2.2（a）所示，江蘇的站點(diǎn)分布整體較為均勻，但邊緣區(qū)域站點(diǎn)略顯不足，邊界區(qū)域氣象監(jiān)控能力需要加強(qiáng)；湖南省站點(diǎn)分布圖如下圖2.2（b）所示，湖南省邊緣站點(diǎn)也不足，但是內(nèi)部站點(diǎn)呈現(xiàn)聚集的現(xiàn)象。造成江蘇和湖南的地面站點(diǎn)分布區(qū)別的原因主要為江蘇全省地處平原地區(qū)，絕大部分地區(qū)的海拔在50米以下，氣溫監(jiān)測站點(diǎn)的建設(shè)較為容易；而湖南地貌類型多種多樣，因此這對湖南省站點(diǎn)布設(shè)帶來了挑戰(zhàn)點(diǎn)，然而復(fù)雜地形的氣溫監(jiān)控也很重要。本文涉及的地面氣象觀測數(shù)據(jù)均來自國家氣象信息中心。觀測資料經(jīng)過“臺站—省級—國家級”三級質(zhì)量控制[34]，數(shù)據(jù)可靠，數(shù)據(jù)的正確率均接近100%。圖2.2研究區(qū)域的氣象觀測站點(diǎn)分布圖：（a）江蘇；（b）湖南2.2空間相關(guān)性分析地面氣溫?cái)?shù)據(jù)在空間上是連續(xù)且平穩(wěn)的，并且呈現(xiàn)了空間上的相關(guān)性�？臻g相關(guān)性是指地面氣溫在同一分布區(qū)域內(nèi)氣溫?cái)?shù)據(jù)之間相互依賴性，通俗點(diǎn)說就是“近處的東西

第二章資料收集及空間相關(guān)性分析9圖2.3江蘇省地面氣溫莫蘭散點(diǎn)圖：（a）2012-2016年均溫；（b）2016年均溫；（c）2016年12月均溫；（d）2016年12月31日均溫從圖2.3可見，4個(gè)時(shí)間段的氣溫?cái)?shù)據(jù)的莫蘭指數(shù)分別為0.804，0.811，0.848，0.717。從莫蘭散點(diǎn)圖的分布上看，散點(diǎn)基本分布在一三象限，從趨勢線上看，4張圖的趨勢線均處在一三象限，并且斜率均較高，這表明江蘇省內(nèi)氣溫?cái)?shù)據(jù)存在極高的空間正相關(guān)性。對湖南省2012-2016年均溫、2016年均溫、2016年12月均溫、2016年12月31日均溫分別做莫蘭散點(diǎn)圖，如圖2.4所示。圖2.4湖南省地面氣溫莫蘭散點(diǎn)圖：（a）2012-2016年均溫；（b）2016年均溫；（c）2016年12月均溫；（d）2016年12月31日均溫

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3405025