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半变异函数模型参数估计的综合定权法

北京测绘 2023年第7期37卷 1022-1025页

作者：倪福泽中煤(西安)航测遥感研究院有限公司陕西西安710100

针对半变异函数参数估计时点对数法定权未能顾及滞后距的影响,可能无法反应滞后距较小几个点重要性的问题,对多项式回归法的权重进行优化。通过平行四边形法则综合点对数和滞后距的影响,给出一种综合定权法。以球面模型为例,通过不同定... 详细信息

针对半变异函数参数估计时点对数法定权未能顾及滞后距的影响,可能无法反应滞后距较小几个点重要性的问题,对多项式回归法的权重进行优化。通过平行四边形法则综合点对数和滞后距的影响,给出一种综合定权法。以球面模型为例,通过不同定权方法估计半变异函数模型参数,实验结果表明综合定权法各点权重更合理,克里金估值也更接近实测值。

关键词：半变异函数权重加权总体最小二乘平行四边形法则球面模型

基于无人机影像和半变异函数的玉米螟空间分布预报方法

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农业工程学报 2017年第9期33卷 84-91页

作者：吴才聪胡冰冰赵明寇志宏张丽君中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 沈北新区农业技术推广中心沈阳110121

空间变异拟合是实现小区域亚洲玉米螟变量防治和药剂减施的工作基础。该文以建立玉米螟空间分布最优半变异拟合函数和预测模型为研究目的,选择半径为2 km的圆形区域作为核心研究区,开展无人机高清影像获取、受虫害株率人工调查、越冬虫... 详细信息

空间变异拟合是实现小区域亚洲玉米螟变量防治和药剂减施的工作基础。该文以建立玉米螟空间分布最优半变异拟合函数和预测模型为研究目的,选择半径为2 km的圆形区域作为核心研究区,开展无人机高清影像获取、受虫害株率人工调查、越冬虫源基数调查、村庄网格划分等数据获取与处理,研究玉米螟空间扩散影响因子及空间变异特征。研究表明,受虫害株率空间变异显著,服从对数正态分布;经地统计学交叉验证,0阶指数模型为拟合受虫害株率空间分布的最优半变异函数模型;越冬玉米螟虫源数量与受虫害株率相关系数为0.61。因此,通过受虫害株率人工调查,基于指数模型利用克里格插值方法,可以生成受虫害株率空间分布图;由于影响因素众多,仅依据越冬虫源数量尚难以准确预测玉米螟发生严重程度。该文所探索的技术路线可以为玉米螟小区域变量防治提供实现途径,据此可以达到药剂节约和环境保护的目的。

关键词：无人机虫害控制图像分析玉米螟小区域管理受虫害株率半变异函数

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半变异函数计算波动范围的方法研究

武汉大学学报（工学版） 2021年第7期54卷 618-626页

作者：杨阳李飒孙立强刘小龙陈文炜天津大学建筑工程学院天津300072 中国船舶科学研究中心江苏无锡214100

波动范围是进行岩土工程可靠性设计的重要参数,目前确定波动范围的多种方法中,半变异函数法因其参与计算的有效范围广、数据需求量小,更便于在实际问题中得到应用,但在计算过程中半变异函数时常表现出一定的不稳定性。利用波动函数法、... 详细信息

波动范围是进行岩土工程可靠性设计的重要参数,目前确定波动范围的多种方法中,半变异函数法因其参与计算的有效范围广、数据需求量小,更便于在实际问题中得到应用,但在计算过程中半变异函数时常表现出一定的不稳定性。利用波动函数法、相关函数法和半变异函数法,基于Mason公路静力触探试验(cone penetration test,CPT)数据,对竖向波动范围进行计算,通过理论分析和计算结果对比发现,主要是由于数据拟合方法导致半变异函数法计算结果出现不稳定的现象。为有效解决此问题,提出逐次增加拟合点的方法来实现实验半变异函数点的自动拟合,该方法可有效避免由于数据变异性的差异所导致的固定实验函数点数目的计算结果不稳定,得到了更加合理的计算结果。结果显示,采用改进拟合方法后,用3种方法计算得到的波动范围值基本相等。

关键词：随机场波动范围半变异函数拟合方法

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基于半变异函数及不变矩的SAR图像检索

光电工程 2010年第3期37卷 93-98页

作者：何永丛张弓刘文波南京航空航天大学自动化学院南京210016 南京航空航天大学信息科学与技术学院南京210016

本文针对图像检索中常见的旋转、反转问题,提出了一种基于半变异函数及Hu不变矩的SAR图像检索算法。用不同方向、不同步长的半变异函数值描述图像的空间连续性,计算各方向的加权半变异函数值,并以此确定空间连续主方向来调整半变异函数... 详细信息

本文针对图像检索中常见的旋转、反转问题,提出了一种基于半变异函数及Hu不变矩的SAR图像检索算法。用不同方向、不同步长的半变异函数值描述图像的空间连续性,计算各方向的加权半变异函数值,并以此确定空间连续主方向来调整半变异函数值的方向排列,使其具有旋转、反转不变性。引入12个Hu不变矩,结合排序后的半变异函数值作为SAR图像的特征向量,特征向量归一化后用堪培拉距离作为相似性度量函数。采用旋转、反转后不同场景的SAR图像进行实验,并与基于多尺度分析的检索算法对比,结果证明了本文方法的有效性。

关键词：图像检索旋转反转空间连续性半变异函数不变矩

基于半变异函数的重庆市地表温度空间异质性建模及多尺度特征分析

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地球信息科学学报 2019年第7期21卷 1051-1060页

作者：陈昭罗小波高阳华叶勤玉王书敏重庆邮电大学计算机科学与技术学院重庆400065 重庆市气象科学研究所重庆401147

城市地表温度空间异质性的研究对理解城市地表温度空间结构有重要意义。本文利用大气校正法反演地表温度,基于半变异函数构建城市地表温度空间异质性模型,并进一步分析不同空间尺度下地表温度空间异质性结构参数的变化规律。以2013年6... 详细信息

城市地表温度空间异质性的研究对理解城市地表温度空间结构有重要意义。本文利用大气校正法反演地表温度,基于半变异函数构建城市地表温度空间异质性模型,并进一步分析不同空间尺度下地表温度空间异质性结构参数的变化规律。以2013年6月16日的Landsat 8为数据源,以重庆为研究区开展实验,研究结果表明:①不同空间尺度下重庆地表温度空间异质性均呈现指数模型分布特征;②在30 m空间尺度下,地表温度空间异质性主要是由空间结构引起,但随机因素引起的空间变异占比为0.45,呈现出明显的块金效应,表明该尺度下随机因素引起的空间变异不可忽略;③从空间尺度(30~1500 m)整体变化上看,地表温度空间异质性主要由空间结构引起,同时表现出明显的尺度效应;随着空间尺度增大,块金值(C0)、偏基台值(C)、基台值(C0+C)以及块基比(C0/(C0+C))逐渐减小,表明地表温度空间异质性逐渐减弱但空间自相关性逐渐增强。变程(A)逐渐增大,表示空间自相关性范围逐渐扩大;④随机因素引起的空间变异占比为0.23~0.46,呈现出波动变化,这是因为地表温度在像元内部也存在空间异质性。空间结构引起的空间变异相对平缓,这是因为空间尺度的变化不会改变地形结构;⑤从尺度域来看,基台值与块金值在尺度域(690 m,1500 m)内呈现出较大幅度波动变化状态,且变化趋势相似,表明地表温度空间异质性的变化与随机因素有较大关联。综上所述,分析地表温度空间结构需要选取合适的空间尺度,尺度较小时,容易受到随机因素干扰,从而影响地表温度在空间结构上的空间变异性;尺度较大时,地表温度空间异质性较弱且变化不稳定。

关键词：地表温度半变异函数空间异质性空间结构尺度效应重庆市

基于线性GSI二维半变异函数各向异性结构建模及估计研究——以DEM数据为例

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地理研究 2020年第11期39卷 2607-2625页

作者：高歆许昌学院城市与环境学院许昌461000

鉴于传统各向异性二维半变异函数各向同性化方法未充分考虑或无力精确描述其内部结构信息的缺陷,本研究通过引入线性广义尺度不变(GSI)模型,以DEM数据作为验证对象,对二维半变异函数各向异性结构信息进行多尺度建模,并采用旋转椭圆法、... 详细信息

鉴于传统各向异性二维半变异函数各向同性化方法未充分考虑或无力精确描述其内部结构信息的缺陷,本研究通过引入线性广义尺度不变(GSI)模型,以DEM数据作为验证对象,对二维半变异函数各向异性结构信息进行多尺度建模,并采用旋转椭圆法、两步搜索作图法等方法对系统参数进行估计,最后以球状模型为例对理论半变异函数的估计精度,及其在空间数据插值中的应用效果进行对比研究。结果表明:各向异性普遍存在于地形数据的空间变异中,有证据表明,这种各向异性结构中处处显现出不同的变形特征,但是也存在着某种规则性的成分,如各向同性圆形或近圆形等值线,因此,在对坐标进行各向同性化处理时不适合采用"一刀切"的方式去处理;GSI系统参数皆能得到较高精度的估计,如决定系数R2普遍达到了0.99以上,间接证明了GSI模型对地形数据各向异性结构处理的有效性和适用性;通过理论模型估计和插值结果对比,线性GSI坐标转换法比传统坐标转换法有了明显的精度提升,并且展现出了较高的边缘信息恢复能力,但也表现出了一定的局限性和不稳定性。

关键词：广义尺度不变性半变异函数各向异性数字高程模型坐标转换

基于半变异函数的环渤海地区NDVI空间格局特征研究

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生态科学 2014年第2期33卷 313-320页

作者：毋亭张勇侯西勇中国科学院烟台海岸带研究所烟台264003 中国科学院大学北京100493 山东省土地勘测规划院济南250014

基于环渤海地区1999—2009期间年尺度的NDVI序列数据和半变异函数分析方法,定量研究植被覆盖分布的空间格局特征及其时间变化特征,结论如下:1)辽宁省地形对植被分布的影响强于气候,植被分布整体的连续性最好;而在山东和京津冀区域,温度... 详细信息

基于环渤海地区1999—2009期间年尺度的NDVI序列数据和半变异函数分析方法,定量研究植被覆盖分布的空间格局特征及其时间变化特征,结论如下:1)辽宁省地形对植被分布的影响强于气候,植被分布整体的连续性最好;而在山东和京津冀区域,温度对植被覆盖空间格局的影响强于水分,且山东植被分布的斑块化最为显著;2)结构性因子对辽宁、京津冀、山东三个分区植被覆盖的影响作用占主导,但均呈减弱趋势;3)辽宁、京津冀、山东三个分区植被覆盖空间变异最小、空间连续性最大的方向分别为东北-西南(30°)、西北-东南(150°)和西北-东南(135°),该方向的差异体现了影响因子类型及其作用的差异性。

关键词：半变异函数空间自相关空间变异 NDVI 环渤海

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基于半变异函数的路基压实度均匀性评价方法

公路工程 2017年第3期42卷 86-89,136页

作者：陈春宏王翔长沙市规划勘测设计研究院湖南长沙410075 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

土体压实质量是决定公路,铁路,机场跑道等土工构造物长期稳定性的重要因素。目前压实质量检测方法主要是传统的局部取样点测法,在进行压实质量均匀性评价时,多采用变异系数概率统计指标C_V作为评价指标,未能考虑检测数据的空间变异特性... 详细信息

土体压实质量是决定公路,铁路,机场跑道等土工构造物长期稳定性的重要因素。目前压实质量检测方法主要是传统的局部取样点测法,在进行压实质量均匀性评价时,多采用变异系数概率统计指标C_V作为评价指标,未能考虑检测数据的空间变异特性,难以从空间分布的角度评价路基压实质量的不均匀性。基于半变异函数模型,提出能够评价压实度空间分布的均匀性指标U_V。以PFWD检测指标为计算对象,分别采用新旧两种均匀性评价方法对某客运专线试验段路基的PFWD检测结果进行压实均匀性评价。结果表明:与旧指标C_V相比,新指标C更能客观反映填筑路基压实度在空间上的不均匀性,其结果为路基压实均匀性评价提供了新的思路。

关键词： PFWD 压实质量均匀性评价半变异函数

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地统计学半变异函数球状模型优化算法研究

地统计学半变异函数球状模型优化算法研究

作者：舒彦军东华理工大学

学位级别：硕士

为了精确描述适用于区域化变量理论的自然现象的空间随机性和结构性，针对加权线性规划法存在的问题，考虑空间各向异性，提出加权二次规划法、遗传算法和模式搜索法组合算法，对半变异函数球状模型2次套合结构进行优化，并通过具体算... 详细信息

为了精确描述适用于区域化变量理论的自然现象的空间随机性和结构性，针对加权线性规划法存在的问题，考虑空间各向异性，提出加权二次规划法、遗传算法和模式搜索法组合算法，对半变异函数球状模型2次套合结构进行优化，并通过具体算例对比了3种优化模型的拟合效果。首先，运用加权线性规划法把球状模型2次套合结构实验数据拆分成2段，考虑以滞后距倒数为权重，分段进行拟合，发现多次变量替换会增大映射误差，只对部分数据段拟合效果较好，而整体拟合效果不理想，也不能精确表达小尺度上的空间变异性。其次，运用加权二次规划法把球状模型2次套合结构实验数据拆分成2段，考虑以滞后距倒数为权重，分段进行拟合，发现相比加权线性规划法，部分数据段的拟合效果较好，甚至很好，因此整体拟合误差减小，但是映射误差依然较大，也不能精确表达小尺度上的空间变异性。再次，运用遗传算法先对球状模型2次套合结构实验数据进行拟合，得到较好的拟合效果，再以其拟合结果作为模式搜索法的起始点继续进行优化，发现该组合算法不会出现只对某个数据段拟合效果较好而另一个数据段拟合效果较差的现象，整体拟合效果都较好，从而把误差分散到各个数据段、把整体误差降低到最小，并且没有忽略小尺度上的空间变异性，因而更能精确描述空间信息。对比3种优化算法，从运行时间和资源消耗角度看，加权线性规划法和加权二次规划法的运行次数和消耗的资源较少，而遗传算法和模式搜索组合算法却要经过多次迭代运算，消耗的时间和资源很多。但从拟合效果角度看，遗传算法和模式搜索法组合算法的拟合效果最好，而加权线性规划法和加权二次规划法的拟合效果相对较差。最后，论文对权重对于半变异函数理论模型的拟合精度的影响做了对比研究，以遗传算法和模式搜索法组合算法为工具，分别对权重基于滞后距倒数和采样点对数的半变异函数球状模型进行优化，得出结论：权重基于滞后距倒数的优化算法比基于采样点对数的优化方法具有更好的拟合精度。

关键词：球状模型遗传算法模式搜索法半变异函数地统计学