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基于HASM方法对气候模式气温降水的降尺度研究——以黑河流域为例 被引量：5
1
作者 赵娜 岳天祥 +3 位作者 史文娇 周勋 刘羽 杜正平 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2017年第6期1227-1236,共10页
基于空间平稳性分析,引入地理因素结合回归分析及高精度曲面建模方法(HASM)对黑河流域多年平均气温、降水给出了降尺度模拟。基于过去器测资料的验证,提出了CMIP5模式资料的合理降尺度方法。比较了降尺度结果与站点实测值的差异,同时比... 基于空间平稳性分析,引入地理因素结合回归分析及高精度曲面建模方法(HASM)对黑河流域多年平均气温、降水给出了降尺度模拟。基于过去器测资料的验证,提出了CMIP5模式资料的合理降尺度方法。比较了降尺度结果与站点实测值的差异,同时比较了所给出的方法与经典插值方法的模拟精度。最后,基于历史时期T1(1976—2005年)的降尺度方法结合RCP2.6、RCP4.5及RCP8.5不同情景下未来时段T2(2011—2040年)、T3(2041—2070年)、T4(2071—2100年)CMIP5模式结果,对降尺度方法进行了修正,给出了未来时段气温的降尺度模拟公式,并基于此对上述3种情景下多年平均气温的CMIP5模拟结果进行了降尺度模拟。结果表明:本文所提出的降尺度方法模拟结果与站点观测值具有较好的相关性,且精度高于其他经典插值方法。对未来时段的模拟结果表明,升温最快的是RCP8.5情景,在2071—2100年,除祁连山地区外,大部分地区年平均气温大于10℃。 展开更多
关键词 高精度曲面建模方法(hasm) 降尺度方法 气温 降水 黑河流域
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高精度曲面建模方法的系统构建 被引量：1
2
作者 田会 张承明 +1 位作者 赵娜 岳天祥 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第12期38-42,共5页
高精度曲面建模方法(HASM)是一种基于微分几何学曲面理论的曲面建模方法。大量数值实验表明,HASM的模拟精度高于Kriging、IDW、Spline等经典的插值方法,并已成功应用于土壤属性曲面建模、气温要素、DEM构建及生态系统变化趋势等领域。... 高精度曲面建模方法(HASM)是一种基于微分几何学曲面理论的曲面建模方法。大量数值实验表明,HASM的模拟精度高于Kriging、IDW、Spline等经典的插值方法,并已成功应用于土壤属性曲面建模、气温要素、DEM构建及生态系统变化趋势等领域。由于目前的HASM程序大多是用Matlab、C++、Fortran等语言开发的,受开发工具的限制,尚没有便于使用的图形界面,阻碍了方法的推广应用。针对这个问题,利用C#语言,在Visual Studio中构建了基于windows窗体的HASM模型系统,并做了一定的数值测试实验,结果表明了该系统的有效性。 展开更多
关键词 高精度曲面建模方法(hasm) WINDOWS窗体 系统界面
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中国表层土壤有机质空间分布模拟分析方法研究 被引量：41
3
作者 李启权 岳天祥 +1 位作者 范泽孟 杜正平 《自然资源学报》 CSSCI CSCD 北大核心 2010年第8期1385-1399,共15页
气候变化背景下,对土壤有机碳的研究是目前大尺度上土壤性质研究的热点。基于第二次全国土壤普查5 374个典型土壤剖面数据,分析表层土壤有机质(20 cm)与环境因素的相关关系,利用多元回归模型和HASM模型结合的方法模拟中国国家尺度上表... 气候变化背景下,对土壤有机碳的研究是目前大尺度上土壤性质研究的热点。基于第二次全国土壤普查5 374个典型土壤剖面数据,分析表层土壤有机质(20 cm)与环境因素的相关关系,利用多元回归模型和HASM模型结合的方法模拟中国国家尺度上表层土壤有机质含量的空间分布格局,探讨该方法的模拟误差,为国家尺度上有机碳的估算提供方法参考。研究结果表明,对350个检验点模拟结果的平均绝对误差和平均相对误差为15.61 g.kg-1和56.59%,与普通克里格法相比分别降低了1.61 g.kg-1和20.84%;对样点分布较少以及无样点的西北地区和台湾省的模拟结果也更符合实际情况。建模样点减少一半的情况下,模拟结果的平均绝对误差和平均相对误差仅分别增加了0.14 g.kg-1和1.07%。因此,论文方法可作为模拟国家尺度上有机质空间分布相对有效的方法,同时如何使模型解释更多的土壤有机质空间变异将是进一步提高模拟精度的关键。 展开更多
关键词 hasm方法 土壤有机质 国家尺度 样点密度 空间模拟
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高精度曲面建模方法研究进展与分类 被引量：8
4
作者 赵明伟 岳天祥 《地理科学进展》 CSCD 北大核心 2016年第4期401-408,共8页
高精度曲面建模方法(HASM)作为新一代的曲面模拟方法,经过20多年的发展,其理论体系不断完善,算法体系不断丰富,应用领域不断拓广。然而,目前HASM方法尚未建立科学的分类体系,仅依据求解算法为标准进行简单区分,忽视了HASM所研究问题本... 高精度曲面建模方法(HASM)作为新一代的曲面模拟方法,经过20多年的发展,其理论体系不断完善,算法体系不断丰富,应用领域不断拓广。然而,目前HASM方法尚未建立科学的分类体系,仅依据求解算法为标准进行简单区分,忽视了HASM所研究问题本质上的差异,阻碍了HASM方法在相关领域的进一步应用。为此,本文在总结HASM方法发展过程的基础上,按照研究问题的本质特点,以输入数据的类型为依据,将HASM分为空间插值方法和空间数据融合方法。其中,HASM空间插值方法是根据离散采样点得到目标曲面,而HASM空间数据融合方法则是融合多源数据,并综合各个数据源优势而得到新曲面的过程。该分类科学、合理,为今后HASM方法的进一步应用提供了理论指导。最后本文叙述了应用两种HASM方法求解问题时的一般步骤,同时还对两种方法的发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 高精度曲面建模方法(hasm) 精度 空间插值 数据融合 综述
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中国表层土壤全氮的空间模拟分析 被引量：44
5
作者 李启权 岳天祥 +3 位作者 范泽孟 杜正平 陈传法 卢毅敏 《地理研究》 CSCD 北大核心 2010年第11期1981-1992,共12页
基于第二次全国土壤普查5336个典型土壤剖面数据,分析表土全氮(A层)与环境因素的相关关系,利用多元回归模型和HASM模型结合的方法模拟中国国家尺度上表层土壤全氮的空间分布格局。结果表明:对350个检验点模拟结果的平均绝对误差和平均... 基于第二次全国土壤普查5336个典型土壤剖面数据,分析表土全氮(A层)与环境因素的相关关系,利用多元回归模型和HASM模型结合的方法模拟中国国家尺度上表层土壤全氮的空间分布格局。结果表明:对350个检验点模拟结果的平均绝对误差和平均相对误差为0.67g.kg-1和61.06%,与普通克里格法相比分别降低了0.05g.kg-1和17.53%;对样点分布较少的西北地区的模拟结果也更符合实际情况。多元回归模型和HASM模型结合的方法考虑了环境因素的影响,可作为目前模拟大尺度土壤性质空间分布相对有效的方法。 展开更多
关键词 hasm方法 土壤全氮 国家尺度 空间模拟
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中国气温与降水的时空变化趋势分析 被引量：67
6
作者 范泽孟 岳天祥 +1 位作者 陈传法 孙晓芳 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2011年第4期526-533,共8页
如何对离散分布的气象台站观测数据进行高精度曲面模拟,为生态系统及服务功能时空变化趋势模拟及其综合评估提供高质量、高分辨率的空间气候数据,以满足栅格层次上的生态系统过程模型、生态系统格局模型及生态系统综合评估模型的参数需... 如何对离散分布的气象台站观测数据进行高精度曲面模拟,为生态系统及服务功能时空变化趋势模拟及其综合评估提供高质量、高分辨率的空间气候数据,以满足栅格层次上的生态系统过程模型、生态系统格局模型及生态系统综合评估模型的参数需求,一直是存于生态学界的难点问题。在对全国1964-2007年的752个气象台站长期观测的气温和降水数据进行空间统计分析的基础上,综合考虑DEM数据、经纬度、坡向、坡度等系列地形特征因子对气温和降水空间分布的影响,对全国平均气温和平均降水空间分布趋势模型进行构建,并将其与高精度曲面建模(HASM)方法进行集成,实现研究周期内各时段的年平均气温和年平均降水时空变化趋势模拟。模拟结果表明,在1964-1974(C1)、1975-1985(C2)、1986-1996(C3)和1997-2007(C4)年4个时段内,全国年平均气温总体呈持续上升趋势(平均每10年上升近0.28℃),而全国平均降水总量变化幅度不大,存在显著的区域分布差异及变化特征。论文所建立的模型和方法,可以高效快速地实现将离散点气候观测数据转换成高分辨率的空间栅格数据,从而保证多尺度生态系统时空分析模型的参数精度需求。 展开更多
关键词 平均气温 平均降水 空间分布趋势模型 hasm方法 变化趋势 中国
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中国气温未来情景的降尺度模拟 被引量：6
7
作者 范泽孟 岳天祥 +1 位作者 陈传法 孙晓芳 《地理研究》 CSCD 北大核心 2011年第11期2043-2051,共9页
由于GCM模拟的气温数据分辨率不高,很难用于区域尺度上各种生态系统的模拟。本文基于长时间序列(1964～2007年)的全国气温观测数据,结合经纬度数据、以及DEM、坡向、坡度等系列地形特征数据,利用空间统计方法,在构建年平均气温降尺度模... 由于GCM模拟的气温数据分辨率不高,很难用于区域尺度上各种生态系统的模拟。本文基于长时间序列(1964～2007年)的全国气温观测数据,结合经纬度数据、以及DEM、坡向、坡度等系列地形特征数据,利用空间统计方法,在构建年平均气温降尺度模型的基础上,运用高精度曲面建模(HASM)方法对HadCM3的A1Fi、A2a和B2a三种情景1961～1990、2010～2039、2040～2069、2070～2099年时段的全国未来平均气温进行高精度曲面模拟。模拟结果显示,在四个时段内,A1Fi、A2a和B2a三种情景的全国未来平均气温均呈持续上升趋势。其中,平均气温在A1Fi情景中上升速度最快,B2a情景中增速最慢;A1Fi和A2a两种情景的平均气温均呈加速上升和增加趋势,而B2a情景的平均气温则呈减速上升和增加趋势。本文构建的降尺度模拟方法可以有效地实现IPCCGCM的低分辨率的气温未来情景数据降尺度转换成高分辨率气温数据。 展开更多
关键词 气温 情景 降尺度模拟 hasm方法 中国
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中国降水未来情景的降尺度模拟 被引量：5
8
作者 范泽孟 岳天祥 +1 位作者 陈传法 孙晓芳 《地理研究》 CSSCI CSCD 北大核心 2012年第12期2283-2291,共9页
基于长时间序列(1964～2007年)的全国降水观测数据,结合经纬度数据以及DEM、坡向、坡度等系列地形特征数据,利用空间统计方法,在构建年平均降水降尺度模型的基础上,运用高精度曲面建模(HASM)方法对经过降尺度分析的HadCM3的A1Fi、A2a和... 基于长时间序列(1964～2007年)的全国降水观测数据,结合经纬度数据以及DEM、坡向、坡度等系列地形特征数据,利用空间统计方法,在构建年平均降水降尺度模型的基础上,运用高精度曲面建模(HASM)方法对经过降尺度分析的HadCM3的A1Fi、A2a和B2a三种情景T1～T4时段的全国未来平均降水进行高精度曲面模拟。模拟结果显示,在T1～T4时段内,A1Fi、A2a和B2a三种情景的全国平均降水均呈持续增加趋势。其中,平均降水在A1Fi情景中增加速度最快,B2a情景中增加速度最慢;A1Fi和A2a两种情景的平均降水均呈加速增加趋势,而B2a情景的平均降水则呈减速增加趋势。模拟结果表明,本文构建的降尺度模拟方法可以有效地实现IPCC GCM的低分辨率的降水情景数据降尺度转换成高分辨率的降水数据。 展开更多
关键词 降水 情景 降尺度模拟 hasm方法 中国
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全球平均气温未来情景的降尺度分析 被引量：11
9
作者 范泽孟 岳天祥 陈传法 《地理科学进展》 CSCD 北大核心 2012年第3期267-274,共8页
如何提高全球气候模拟数据的分辨率,以满足全球、区域乃至局地陆地生态系统全球变化响应的定量分析,是当今全球气候变化研究的核心内容之一。在全球尺度上,本文利用全球气象观测站点的气候数据和DEM数据,对全球年平均气温与纬度和海拔... 如何提高全球气候模拟数据的分辨率,以满足全球、区域乃至局地陆地生态系统全球变化响应的定量分析,是当今全球气候变化研究的核心内容之一。在全球尺度上,本文利用全球气象观测站点的气候数据和DEM数据,对全球年平均气温与纬度和海拔高程之间相关性进行回归分析,建立全球气候降尺度空间模拟的统计转移函数,并与高精度曲面建模(HASM)方法进行集成,从而实现IPCC GCM HadCM3的模拟数据从3.75°×2.5°到0.125°×0.125°的降尺度处理。研究结果表明,在3种气候情景的T1-T4时段内,格陵兰岛平均气温在0℃以下的区域和南极洲平均气温在-35℃以下的区域均呈逐渐缩减趋势,赤道至南北回归线之间的平均气温大于40℃以上的区域呈逐渐增加趋势。其中,A1Fi情景的平均气温上升速度最快,A2情景次之,B2情景的平均气温上升速度最慢。构建降尺度方法有效地将IPCC GCMs的粗分辨率的气候情景数据降尺度转换成高分辨率的气候数据,并克服和弥补了目前IPCC GCMs的模拟数据因分辨率低而不能对区域乃至局地气候变化的细节及趋势进行刻画的缺陷。 展开更多
关键词 全球平均气温 未来情景 降尺度 hasm方法
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地表CO_2浓度分布模拟试验及分析 被引量：3
10
作者 刘羽 虢建宏 +1 位作者 岳天祥 赵娜 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期197-204,共8页
如何获取CO_2浓度时空分布特征,是气候变化研究中的一个关键问题。本文基于中国碳卫星在吉林航飞试验区的地面观测数据,分析地表CO_2浓度与环境变量的相关关系,运用多元线性回归与HASM高精度曲面建模相结合的方法,模拟航飞区地表CO_2浓... 如何获取CO_2浓度时空分布特征,是气候变化研究中的一个关键问题。本文基于中国碳卫星在吉林航飞试验区的地面观测数据,分析地表CO_2浓度与环境变量的相关关系,运用多元线性回归与HASM高精度曲面建模相结合的方法,模拟航飞区地表CO_2浓度分布格局。结果表明:CO_2浓度空间分布受气象条件的影响较大,短波辐射是影响CO_2浓度的重要因素;第1时段整体浓度最高,特别是在西部区域;第2时段CO_2浓度高值区东移,呈现西低东高的分布特点;第3时段浓度空间分布与第2时段有类似的特征,但细节存在差异,且高值区缩小;精度对比显示在采样点较少及采样密度不大的情况下,HASM方法的模拟误差小于Kriging方法。因此,这种使用多元线性回归模型通过引入环境变量获得高分辨率趋势面,结合HASM模型进行修正残差提高模拟结果精度的手段,可作为模拟地表CO_2浓度时空分布的有效方法。 展开更多
关键词 hasm方法 CO2浓度 空间模拟 WRF模式
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