论文总字数：25274字

摘 要

论文作者签名：＿＿＿＿＿导师签名：＿＿＿＿日期：＿＿＿＿

摘要

沉积物粒度参数的研究，对物源和动力等环境因素的研究十分重要。在沉积物粒度数据的采集中，因采集条件等因素的限制，获取的数据是离散分布的。但沉积物的分布在一定范围内是具有连续性的。通过插值对沉积物粒度参数进行拟合对于研究沉积物分布特征具有重要意义。当前，对沉积物粒度参数拟合方法的研究与比较并不多。

论文以位于山东省东营市黄河口的40个采样点的沉积物粒度数据为基础，以ArcGIS为操作平台，对反距离加权(IDW)、普通克里格(OK)、规则样条(RS)、张力样条(TS)4种插值方法的插值结果进行分析、比较，得出各插值方法的拟合特点及适用性。由插值结果可以得出，反距离加权插值方法的拟合曲线较为粗糙，张力样条与规则样条插值方法的拟合曲线较为光滑。验证结果表明，张力样条插值方法对平均粒度的拟合误差最小，普通克里格的误差最大。反距离加权插值方法对分选系数拟合误差最小，规则样条的拟合误差最大。综合可知，对于本论文研究的黄河口沉积物的平均粒度与分选系数参数，张力样条函数的拟合效果更好。

关键词：黄河口；沉积物粒度；空间插值方法

Abstract

The study of sediment particle size parameters,is very important to the study of source and power and other environmental factors . In the collection of sediment grain size data, due to the collection conditions and other factors, the data obtained is discrete distribution. But the distribution of sediments is continuous within a certain range. The fitting of the sediment particle size parameters by interpolation is of great significance for studying the distribution characteristics of sediments. At present, there are few studies on the method of particle size parameter fitting.

Based on the sediment grain size data of 40 sampling points located in the Yellow River estuary in Dongying City, Shandong Province, ArcGIS is used as the platform for analyzing and comparing four kinds of interpolation methods including Inverse Distance Weighting , Ordinary Kriging , Regularized Spline and Tension Spline.The interpolation characteristics and applicability of each interpolation method are obtained through the study. Among them, the interpolation curve of the inverse distance weighted interpolation method is rough, and the interpolation curve of the tension spline and the regularized splines interpolation method is smooth. The error analysis results show that in the four interpolation methods, the interpolation method of tension spline has the least error in the interpolation of the granularity of the data set, and the interpolation error of the ordinary Kriging is the biggest.For the results of  sorting coefficient,the method of inverse distance weighted has the least error in the interpolation, and the error results of regularize spline is the biggest. In summary, the tension spline interpolation method is more suitable for fitting the grain size data of the sampling points of the Yellow River estuary,including the average grain size and the sorting coefficient.

Key words：Yellow River estuary; Sediment particle size; spatial interpolation method

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 研究现状 1

1.2.1沉积物粒度参数研究与应用现状 1

1.2.2空间插值方法研究与应用现状 2

1.2.3沉积物粒度参数空间插值方法研究现状 2

1.3 研究内容与技术路线 3

1.3.1研究内容 3

1.3.2技术路线 3

1.4 论文结构与章节安排 4

第二章 常用空间插值方法对比 6

2.1 样条插值 6

2.1.1规则样条插值 6

2.1.2张力样条插值 7

2.1.3拟合结果影响因素 8

2.2 反距离加权 8

2.2.1反距离加权 8

2.2.2拟合结果影响因素 9

2.3 克里格法 9

2.3.1克里格函数 9

2.3.2半方差函数分析 10

2.3.3插值拟合 10

2.3.4拟合结果影响因素 10

2.4 小结 11

第三章 沉积物粒度数据处理与插值结果分析 12

3.1 沉积物粒度数据来源 12

3.2 沉积物粒度数据处理 13

3.2.1数据预处理 13

3.2.2沉积物粒度数据统计 15

3.3 沉积物粒度参数插值分析 16

3.3.1插值方法参数设定 17

3.3.2沉积物粒度参数插值分析 18

第四章 验证及误差分析 21

4.1 交叉验证 21

4.2 插值误差分析 25

第五章 总结与展望 27

5.1 总结 27

5.2 展望 27

致 谢 28

参考文献 29

绪论

研究背景与意义

沉积物是一种沉积在陆地或水盆地中的松散矿物质颗粒、生物碎屑或有机物质^[1]。粒度是颗粒在空间范围内所占据尺寸的线性尺度，是沉积物的重要结构特征。同时，粒度也是沉积物中分类命名的基础。不同的粒度参数和特征代表着不同的环境意义。因此，沉积物的粒度特征被广泛地运用于生产和生活及其他研究领域中。沉积物粒度参数是描述粒度分布特征的基本统计量。其中，常见的粒度参数包括平均粒径、标准偏差和偏度等。

在沉积物粒度参数的调查研究中，因采集条件等因素的限制，获取的数据是离散分布的。但沉积物的分布在一定范围内是具有连续性的。因此，为获得沉积物粒度的空间分布特征，需要使用空间插值方法进行平面拟合。将间断的数据进行相应的数学计算，将其拟合成连续的数据信息。从而得到其分布特点及趋势走向等。空间插值为对离散采集信息进行拟合的一种常见途径。由已测得的点位信息预估出未测的点位信息，是一种获取未采样研究范围内分布值的预测途径。

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