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摘 要

气温是地面气象观测中的所要测定的常规要素之一，其分布特征对生态农业、经济建设等具有重要的影响。本文利用江苏省1981-2010年68个气象台站的累年逐月气温资料，结合台站高程与经纬度位置资料，分别使用反距离权重插值法（IDW），样条插值法(Spline)、普通克里金插值法（OK）和协同克里金插值法（CK）,对各月累年平均气温以及江苏省累年平均气温进行了插值，并使用交叉验证对经度进行检验。结果表明：（1）对于江苏省气温分布空间插值，协同克里金方法最优。（2）江苏省月平均气温南北差异冬季大于夏季。（3）冬季和秋季的气温等值线呈西南-东北走向，春季和夏季气温等值线程西北-东南走向。（4）4、5、6月等值线倾斜程度在全年中最大。

关键词：江苏省，气温，克里金插值，空间分布

Abstract：Temperature is one of the conventional factors in the observation of ground meteorological observation, and its distribution characteristics have important influence on ecological agriculture, economic construction and so on. This paper, by using of the meteorological offices or stations in Jiangsu province from 1981 to 2010 1981 annual monthly air temperature data, combined with the station elevation with latitude and longitude location information, using inverse distance weighting (IDW) interpolation method, Spline interpolation method (Spline), ordinary Kriging interpolation method (OK) and collaborative Kiging interpolation method (CK), for months annual mean temperature and annual mean temperature in Jiangsu province has carried on the interpolation, and use the cross validation test of longitude. The results showed that :(1) The average temperature difference between north and south in Jiangsu province was greater than that in summer. (2) Winter and autumn temperature isolates are in the southwest - northeast trend, in spring and summer, the temperature is in the northwest - southeast direction. (3) The contours of the contour lines in 4, 5 and 6 months are the largest in the whole year.

Keywords：Jiangsu province, The temperature, Kriging interpolation, The spatial distribution

目 录

1 前 言 4

2 数据来源与预处理 4

3 空间插值方法 5

4 基于协同克里金法的插值分析 7

5 交叉验证与精度对比 10

5.1 交叉验证法 10

5.2 精度对比 10

6 协同克里金插值结果 11

结 论 13

参 考 文 献 14

致 谢 15

1 前 言

气象台站的长期观测可以获得大量的气温资料，但其只能表示各气象台站传感器周围有限范围内的气温状况。而且气象台站的数量十分有限，无法覆盖整个区域的气温观测。在对大范围对象区域进行模拟时，通过有限的样本点数据和空间插值方法绘制分布图是一种常用的方法^[1]。气温是反映地球表层系统热量状态的指标，气温的空间分布特征也是在气象、地理、水文、农业、林业、生态等研究和应用领域受到广泛关注的热点问题^[2]。江苏省地处中国大陆沿海中部和长江、淮河下游，东濒黄海，北接山东、西连安徽，东南与浙江、上海接壤，是长江三角洲地区的重要组成部分，介于东经116°18′-121°57′，北纬30°45′-35°20′之间。江苏省属于温带向亚热带的过渡性气候，气候较脆弱，又受季风进退影响较大，因此对江苏省气温空间分布特征的研究具有重要的意义。

气温受一般受多种要素影响，江苏省地处沿海，距海岸线距离不同，受到季风影响的程度不同，空间插值方法虽很多，但插值方法在不同研究区域的适宜性分析不足，同一种插值方法在不同地区的应用效果存在很大的差别。由于受到海陆分布和东亚季风的影响，江苏省气温的空间分布与距海岸的距离有关，且季节差异明显，如果能将距海岸距离等反映海洋对气温空间分布影响的信息应用到插值过程中，势必能够提高江苏省气温插值的精度。本文利用ArcGIS软件对江苏省68个台站1981-2010年的累年逐月气温资料进行了空间分布模拟，使用了反距离权重插值法（IDW），样条插值法(Spline)、普通克里金插值法（OK）和协同克里金插值法（CK），并通过交叉验证法检验和比较其精度，发现协同克里金差值法的精度最优。在进行协同克里金插值时，使用了SPSS软件对与气温相关的四个变量：经度、纬度、高程、距海岸线最短距离经行了主成分提取。

2 数据来源与预处理

本文自网络下载气温数据与shp格式文件，使用ArcGIS、Excel、SPSS软件进行数据处理。本文使用的气温资料下载自中国气象数据网（http://data.cma.cn/），其中包括1981-2010年累年逐月平均气温资料，以及气象站台编号、经纬度、高程等资料。采用的江苏省shp文件下载自国家基础地理信息中心（http://ngcc.sbsm.gov.cn/）。

江苏省shp文件属性为GCS-WGS-1984地理坐标系，使用面积变形为0的等积投影坐标系Albers将其进行投影，中央经线设置为E119.5°，标准纬线设置为N32°和N34°。通过ArcGIS添加XY数据功能，将气象台站经经纬度信息以点文件的形式添加到数据集中。通过剪切、合并等工具编辑江苏省海岸线，并通过ArcGIS分析工具中的Near工具，计算出各气象台站距离海岸线的最短距离。

图1 江苏省68个气象台站位置

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