一种基于GIS的气象要素空间插值方法

根据气候学方程建立的多元回归方法,在地理信息系统空间分析功能的支持下,实现了西藏拉萨地区气温、降水等气象要素的空间网格化。得出,上述方法对拉萨地区等山地地区气象要素的空间网格化方面是有效的手段,该方法对气温的空间插值精度优于降水。

第3 0卷第 1期21 0 0年 3月

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文章编号：64— 14 2 1 ) l 0 1— 4 17 2 8 (0 0 0一04 0

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种基于 G S的气象要素空间插值方法 I除多，海英任秀珍巴顿 珠，,

(. 1中国气象局成都高原气象研究所，成都

6 0 7; .西藏高原大气环境科学研究所，拉萨 10 2 2

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摘要：据气候学方程建立的多元回归方法，根在地理信息系统空间分析功能的支持下，实现了西藏拉萨地区气温、降水等气象要素的空间网格化。得出，上述方法对拉萨地区等山地地区气象要素的空间网格化方面是有效的手段，该方法对气温的空问插值精度优于降水。

关键词：间内插；空地理信息系统；西藏拉萨中图分类号：4 3 P 1文献标识码： A d i1. 99 ji n 17 2 8 0 0 O . 0 o:0 36/.s .6 4— 14 2 1 .10 7 s

引言空问内插可以被定义为根据已知的空间数据估计

拉萨地区多种地面气象要素的空间网格化。

1地理信息系统在气候要素空间化中的应用地理信息系统 ( eg p i If m t n Ss m,称 G or hc no a o yt简 a r i e GS,在过去 3 I)是 0多年内发展起来的一个基于计算机系统的用于输出、理、析、作与表达地理信息的系统。管分操

(预测 )未知空间的数据值。其目标可以归纳为：①缺值估计：估计某一点缺失的观测数据，以提高数据密度；②内插等值线：以等值线的形式直观地显示数据的空间分布；③数据格网化：无规则分布的空间数据内插为规则把分布的空问数据集，如规则矩形格网、三角网等。 空间内插对于观测台站十分稀少，台站分布又非而常不合理的地区具有十分重要的实际意义。这些地区的常规观测常常不能满足要求，这种情况下，用有限的在利

它通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，而为土地利用、从资源管理、环境监测、交通运输、济建设、经城市

规划以及政府各部门行政管理提供新的知识，工程设计和规划、理提供决策为管服务等综合性信息服务系统。

常规观测估计合理的空问分布，或尽可能地提高数据密度就成为迫切要求。数值插值计算在数值天气预报，尤其是套网格模式的实现、运行中有重要的作用。插值的精度直接影响数值预报的准确性。在这些方面，缺值估计和数据格网化将发挥重要的作用。各种科学考察中形式多样的短期观测是提高数据观测密度的重要方式， 无形中起到加密台站的作用；且由于这些考察常常而到达人迹罕至的高海拔和极地等区域，助于了解区域有内观测变量的完整空问分布。但是，些观测序列往往这很短，则数十天，短长不过几年。如何利用周周台站的长一

利用地理信息系统地理数据管理、空间分析与模型分析功能，可方便有效地进行气候要素的空间化和分析。

些商业化的地理信息系统软件如 A C I F R/N O提供了距离权重反比法 (D I W)克立格法 ( r i )趋势面插值、 Kin、 gg (r dsr e t pl i )样条插值 (pi e os t n f ei e o t n和 e u a n r ao sl em t d ) n h等常用的空间插值模块。只要建立了气象站点的位置和相关的要素的数据库，就可以方便地利用 A C I F R/N O中给出的空间插值函数就可以实现不同气象要素的空间插值

序列观测资料和短期观测本身的信息，观测变量插补将到长序列是一个重要问题。规则的格网化气象要素能够更好地反映连续分布的空问现象，对他们的变化做出并模拟。现代地球科学模型和气候模型， G M(般环如 C一

2气候要素的网格化计算方法常用于气象要素的空间插值方法有距离权重法( i ds— t e e he )多项式插值法 (n ro t gP l o i a ew i t、 n g d i e li o nm— tp an ya )克立格法 ( r ig、条插值法 (pi e os l、 s Ki n )样 g sl em t d ) n h

流模型 )都要求与 GS数据模型和遥感数据高度兼容的， I空间数据集。格网化的数据，尤其是规则矩形格网，已成为目前地学模型的主

要数据形式。因此，已知观测台对站的观测数据进行空问内插，得到格网化数据是模型的第一步。本文在 A C IF I件支持下实现了西藏 R/N O GS软收稿日期：0 9一l—2 20 1 5

等。在这些方法中，距离权重法最为简便；多项式插值的物理意义不是很明确，易得出一些难以解释的值；容样条

插值是对一些限定的点值，通过控制估计方差，利用一些特征节点，多项式拟合的方法来产生平滑的插值曲线，用 多用于气象要素的时间序列插值；立格方法产生于地克

资助项目：国家自然科学基金资助项目( 0 60 1[ on ao tm: ai a N trl cec on ai f hn, o 0 60 1 4 3 10 ) F u dt nI i e N tn l a a S i eFu dt no C ia N .4 3 10] o u n o作者简介：多，士，级工程师，要从事环境遥感与 GS应用，除博高主 I E—m i:h— 2@ yho tm alcu d 2 ao.o