基于GIS空间分析的海底表层积物粒度分布特征插值研究.pdfVIP

基于 GIS 空间分析的海底表层沉积物粒度分布特征插值研究 严立文1 ,2 ,3 ,黄海军1 ,2 ,刘艳霞3 ,4 ( 1. 中国科学院 海洋研究所 , 山东 青岛 26607 1 ; 2 . 中国科学院 海洋地质与环境重点实验室 , 山东 青岛 26607 1 ; 3 . 中国科学院 研究生院 , 北京 100039 ; 4 . 中国科学院 烟台海岸带研究所 , 山东 烟台 264003) 摘要 :为了对比研究不同空间插值方法在沉积物粒度空间分布表述上的精度及适用性 ,在 2004 年 11 月荣成 宁津小型海湾黑泥湾综合调查的基础上 ,探讨了表层沉积物粒度参数的空间插值 , 比较了 IDW (反距离加权 ) ( ) ( ) ( ) 法 、Kriging 克里金插值法 、Spline 样条插值法 与 NN 自然邻域法 4 种 GIS 空间分析方法的特征 、差异及 实效性 ,并对影响插值结果准确性的因素进行分析 。结果显示 ,在黑泥湾表层沉积物粒度结果的空间插值计 算中 ,从插值准确性和空间表达能力两方面考虑 ,IDW ,Sp line , Kriging 和 NN 中以 IDW 法较为适宜 ,但要考 虑到“牛眼效应”的出现会与局部实际情况存在差异 ; Kriging 法和 NN 法的插值结果准确性较高 ,但其空间 表达能力稍逊 ; Spline 法在近岸带表层沉积物粒度特征插值中的应用性相对较差 。海洋调查要素空间分布 的内在规律性是控制插值结果的主要因素 ,表层沉积物分布以长期稳定的潮流 、地形特征为主导因素 ,呈现 由岸向海条带状分布的特征 。数据均匀分布区域的插值结果要优于边界区和突变区;另外 ,在选取的 3 个观 察尺度上 ,不同插值方法的误差均与野外取样网格间距呈显著线性正相关 。 关键词 :黑泥湾 ; 表层沉积物 ; 地理信息系统 ; 插值方法 中图分类号 :P736 . 2 　　　　文献标识码 :A 　　　　文章编号 (20 10) 0 1005807 　　海底沉积物的粒度特征是海洋沉积学研究的一 参数进行插值操作之前 ,对不同插值方法进行比较 项重要指标 ,其中蕴含着海洋动力过程与机制[ 1 ,2 ] 、 和评估是很有必要的。 气候变化[3 ,4 ] 以及生态系统演化[ 5 ,6 ] 的大量信息 。但 作者以 2004 年宁津附近海域综合调查时取得 是大范围高精度的海洋区域调查成本过高 ,实施起 的黑泥湾表层沉积物为样本 ,探讨了其粒度数据的 来难度很大 ,在空间布点取样调查的基础上进行空 空间插值情况 。对 A rcgi s 中的 3D A naly st 模块中 间拟合插值是当前的技术手段下获取沉积物粒度空 ( ) ( ) 的反距离加权法 ID W 、克里金法 Kriging 、样条法 间分布趋势的有效方法[7 ] 。因此 ,如何利用有限的 ( ) ( ) Sp line 和自然邻域法 NN 4 种插值方法的结果进 观测数据 ,借助于空间插值方法估计其合理的空间 行了对比和分析 ,评价了不同方法插值的相对误差 , 分布具有重要的实际意义 。 并对影响插值结果准确性的因素进行了分析 ,可以 空间插值是场态离散数据处理常用的方法之 为实现近岸海底表层沉积物空间分布特征的正确提 一 ,通过离散的已知数据或分区数据推求出任意点