地理信息系统与主成分分析在多年气象观测数据处理中的应用

doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2000.05.0509

地球科学进展 ›› 2000, Vol. 15 ›› Issue (5): 509 -515. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2000.05.0509

李本纲 ^①,陶澍 ^①,林健枝 ^②,程寿全 ^②

①北京大学城市与环境学系,北京 100871;②香港中文大学地理系,香港新界沙田

收稿日期:1999-10-26 修回日期:2000-02-21 出版日期:2000-10-01
通讯作者: 李本纲(1971-),男,湖北公安县人,讲师,主要从事地理信息系统与遥感技术在环境科学中的应用研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目“道路交通噪声预测与规划的微观模型和宏观模型”(编号:49901016)和国家杰出青年基金项目“微量元素化学形态与生物有效性关系研究”(编号:49525102)联合资助。

APPLICATION OF GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM AND PRINCIPAL COMPONENTS ANALYSIS IN ANALYSIS OF LONG TERM CLIMATE MONITORING DATA

LI Ben-gang ^①,TAO Shu ^①,LAM Kin-che ^②,CHENG Shou-quan ^②

①Department of Urban&Environmental Sciences,Peking University,Beijing 100871,China；②Department of Geography,Chinese University of Hong Kong,ShaTin,N.T.,Hong Kong,China

Received:1999-10-26 Revised:2000-02-21 Online:2000-10-01 Published:2000-10-01

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探讨一种处理多年气象观测数据的新方法,该方法以地理信息系统为技术支撑,以数字图像处理和标准主成分分析为核心,适用于处理空间分布广、时间序列长的多类型气象观测数据。在实例研究中,首先对中国160个站10年气温、降水观测数据进行空间双线性插值,得到一系列数值图像;并对这些数值图像进行标准主成分分析,得到反映多年气候状况且相互独立的各主成分;然后选取其中前6个主成分进行空间迭代聚类分析,得到中国气候分类图;通过对所得类别进行多年气候指标统计分析,得到中国气候区划图;最后将所得气候区划图与传统气候区划图进行比较分析,并指出该方法在处理多年气象观测数据工作中的可行性与局限性。

关键词: 地理信息系统, 主成分分析, 多年气象观测数据

The objective of this study is to develop a new approach for long term climate monitoring data mining by using geo-information system (GIS), digital image processing, principal components analysis (PCA) and spatial iterative self-organizing unsupervised classification technologies. Monthly mean air-tempurature and precipitation data collected from 160 cities in China from 1987 to 1996 were interpolated spatially into digital images, then principal components analysis and spatial iterative self-organizing unsupervised classification were performed. In comparison with the previous classification results by using traditional schemes, climate zoning result from this method is similar to traditional climate zoning schemes.But in some districts zoning result is bad due to sparsity or scarsity of monitoring data. But GIS and SPCA
showed advantage in analyzing long term climate monitoring data.

Key words: Geographical information system, Principal components analysis, Long-term climate monitoring data.

中图分类号:

P208

[1] Chan J C L, Jiu-En-Shi. Application of projection-pursuit principal component analysis method to climate studies[J]. International Journal of Climatology,1997,17(1):103～113.
[2] Eastman R J, Fulk M. Long sequence time series evalution using standardized principal components[J]. Photogram-metric Engineering and Remote Sensing,1993,59(8):1 307～1 312.
[3] Fung T, LeDrew E. Application of principal components analysis to change detection[J]. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 1987, 53(12):1 649～1 658.
[4] Vega A J, Henderson K G. On the use of eigenvector techniques in climatological analysis[J]. Pennsylvania Geographer, 1996, 34(1):50～73.
[5] Bunkers M J, Miller J R, DeGaetano A T. Definition of climate regions in the Northern Plains using an objective cluster modification technique[J]. Journal of Climate, 1996. 9(1):130～146.
[6] 西北师范学院,地图出版社主编.中国自然地理图集[M].北京:地图出版社,1993.55～68.

[1]	艾鑫,马明国,王雪梅,匡鸿海. 全球地球科学研究的可视化分析[J]. 地球科学进展, 2020, 35(12): 1270-1280.
[2]	陈亮, 段建平, 马柱国. 大气环流形势客观分型及其与中国降水的联系[J]. 地球科学进展, 2018, 33(4): 396-403.
[3]	王新娥, 许东晖, 孙之夫, 孙宗峰, 罗景美. 山东黄金资源钻探井测井资料分析方法与应用[J]. 地球科学进展, 2014, 29(3): 397-403.
[4]	张勇，史学正，于东升，王洪杰，赵永存，孙维侠. 属性数据与空间数据连接对土壤有机碳储量估算的影响[J]. 地球科学进展, 2008, 23(8): 840-847.
[5]	杨勤科,李锐,曹明明. 区域土壤侵蚀定量研究的国内外进展[J]. 地球科学进展, 2006, 21(8): 849-856.
[6]	张洪岩;王钦敏;鲁学军;励惠国. 地学信息图谱方法前瞻[J]. 地球科学进展, 2004, 19(6): 997-1001.
[7]	郑贵洲;申永利. 地质特征三维分析及三维地质模拟现状研究[J]. 地球科学进展, 2004, 19(2): 218-223.
[8]	马蔚纯,陈立民,李建忠,高效江,林卫青. 水环境非点源污染数学模型研究进展[J]. 地球科学进展, 2003, 18(3): 358-366.
[9]	陈仁升,康尔泗,杨建平,张济世. 内陆河流域分布式日出山径流模型——以黑河干流山区流域为例[J]. 地球科学进展, 2003, 18(2): 198-206.
[10]	刘刚,吴冲龙,汪新庆. 计算机辅助区域地质调查野外工作系统研究进展[J]. 地球科学进展, 2003, 18(1): 77-084.
[11]	李德仁. 对地观测与地理信息系统[J]. 地球科学进展, 2001, 16(5): 689-693.
[12]	李新,程国栋,卢玲. 空间内插方法比较[J]. 地球科学进展, 2000, 15(3): 260-265.
[13]	崔茂常,练树民,纪立人. 中国周降雨量与相关海域周平均海面水温[J]. 地球科学进展, 2000, 15(1): 34-39.
[14]	倪绍祥,蒋建军,王杰臣. 遥感与GIS在蝗虫灾害防治研究中的应用进展[J]. 地球科学进展, 2000, 15(1): 97-100.
[15]	李岩，迟国彬，廖其芳，李鹏德. 地理信息系统软件集成方法与实践[J]. 地球科学进展, 1999, 14(6): 619-623.

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