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对偶Kriging插值方法在气象资料分析中的应用

郑永骏 金之雁

郑永骏, 金之雁. 对偶Kriging插值方法在气象资料分析中的应用. 应用气象学报, 2008, 19(2): 201-208..
引用本文: 郑永骏, 金之雁. 对偶Kriging插值方法在气象资料分析中的应用. 应用气象学报, 2008, 19(2): 201-208.
Zheng Yongjun, Jin Zhiyan. The application of dual kriging interpolating method to meteorological data analysis. J Appl Meteor Sci, 2008, 19(2): 201-208.
Citation: Zheng Yongjun, Jin Zhiyan. The application of dual kriging interpolating method to meteorological data analysis. J Appl Meteor Sci, 2008, 19(2): 201-208.

对偶Kriging插值方法在气象资料分析中的应用

资助项目: 

国家自然科学基金项目 40575050

国家自然科学基金项目 40605015

The Application of Dual Kriging Interpolating Method to Meteorological Data Analysis

  • 摘要: 非对偶Kriging方法是一种局部插值, 因此对每个插值点都要重新求解Kriging线性系统从而非常耗时。该文介绍了通过等价变换将泛Kriging方法转换成对偶Kriging方法, 对偶Kriging方法是一种全局插值, 其Kriging线性系统不依赖插值点, 因此仅需一次求解Kriging线性系统即可计算所有插值点的值, 从而极大提高了计算效率。数值试验的实际计算表明, 对偶Kriging方法不仅计算精度完全与泛Kriging方法一致, 整体效果相当于或优于GrADS绘图软件的Cressman方法; 而且对偶Kriging方法的计算效率远高于泛Kriging方法。最后, 该文通过统计与拟合得到了降水的4类半变异函数模型的表达式, 并通过敏感试验研究4类半变异函数模型对降水分析精度的影响。
  • 图  1  2005年6月19日08:00的24 h降雨量 (单位:mm)

    Fig. 1  24-hour accumulated precipitation at 08:00 on July 19, 2005 (unit:mm)

    图  2  3种方法分析的降水量等值线以及对偶Kriging方法与泛Kriging方法差异 (单位:mm)

    (a) 对偶Kriging方法, (b) 泛Kriging方法, (c) Cressman方法, (d) 对偶Kriging方法与泛Kriging方法之差

    Fig. 2  The precipitation contours by these three methods and the difference of the contour by Dual Kriging to that by Universal Kriging (unit:mm)

    (a) Dual Kriging method, (b) Universal Kriging method, (c) Cressman method, (d) the difference

    图  3  半变异函数的统计与拟合

    Fig. 3  The statistics and fitting of the semivariance

    表  1  倾向项d(X) 与向量X的维数和pk(X) 多项式的最高次数的关系

    Table  1  The relationship between the trend d(X) and the dimension of vector X, the order of polynomial pk(X)

    表  2  3种方法的最大值、最小值与实况对比

    Table  2  The comparison among these three methods by comparing their max/min value with observations

    表  3  对偶Kriging与泛Kriging的计算效率对比

    Table  3  The comparision of the efficiency between Dual Kriging method and Universal Kriging method

    表  4  4类半变异函数模型对对偶Kriging插值精度的影响

    Table  4  The impact of four kinds of semivariance on the precision of Dual Kriging method

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出版历程
  • 收稿日期:  2007-01-26
  • 修回日期:  2007-08-08
  • 刊出日期:  2008-04-30

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