ANUSPLIN气象数据插值常见问题讨论
ANUSPLIN插值处理的过程学习各步骤均参考画长空_yin(画长空_yin - )基于ANUSPLIN的批量气象插值-从数据处理到最终结果(1-6)以及在ANUSPLIN(QQ群名)的分享文件。感谢原作者详实的资料分享,为大家学习提供了诸多方便,在此分享下学习过程中碰到的几个问题,方便大家学习交流。
常见的插值方法有很多,如普通克里金插值,协同克里金插值,反距离加权插值,ANUSPLIN等方法,ANUSPLIN 它能同时进行多个表面的空间插值,对于时间序列的气象数据尤其适合,因此选用ANUSPLIN插值方法进行气象数据的处理,本文先介绍ANUSPLIN插值前的准备工作。
在使用anusplin插值的准备中主要用到两份文件,一份为气象站点数据,一份为dem数据,再此分别对各处理过程中碰到的问题进行说明:
1 气象数据的处理问题
我在处理过程中,最开始使用的是全国167个站点的气象数据进行处理(该数据为共享数据,可在气象数据网站下载),因为数据量不太大,没有使用MATLAB进行批处理,(需要批处理的同学请参考前面文章开头提到的分享资料),我主要使用了Excel的数据透视表功能进行处理,以下为处理步骤:
1.1气象数据的下载和统计
气象数据的下载在气象局网站可以下载,我使用的第一份数据为167个站点的日值数据,下载地址为(中国气象数据网)实名注册即可以下载,数量受限可以分开多次下载,下载的原始数据为下图1。
然后使用Excel的导入文本,添加数据,在下载的气象数据产品中,会给出具体的每列的意义,图 2 为pre(降雨)数据,四一列为站点名称,二三列为纬度和经度,四列为站点数据提供的dem高程,接着三列为年月日,后面降雨的前后数据,以及合计数据,数据的单位扩大了10倍,可以自己改正,最后三列为控制码,然后使用Excel的数据透视表进行添加,按照台站,月份,降雨值进行统计,然后形成每月降雨累积数据(图3)。
为方便后续使用,这一步最终形成的图3保存为降雨月数据待导入arcgis.xls(在此我只统计了5-9月数据,由于这套数据站点数目较少,软件学习中处理可行,在后续处理中由于数据需要换成了较多站点的1-12月全部数据进行处理,处理方式一致,保存文件格式版本为97-2003格式)。
1.2 气象站点数据导入arcgis(以下版本为10.2)
根据气象站点的经纬度数据进行导入,形成站点shp数据,在这里碰到一个问题,站点数据进行导入的时候使用的是地理坐标,注意一定新建一个arcgis窗口,将图层的坐标设置为WGS84格式,将常规中地图显示单位设置为度分秒,设置好坐标系,见图4。
然后将气象数据站点(图5)按照经纬度导入arcgis,步骤为(文件->添加数据->添加xy数据)(图6)
然后导出为台站shp文件,添加到当前窗口,此时没有投影信息,然后按照所需要的投影信息将图层的坐标系改为相对应的坐标系(如albers),将常规中单位设置为m,再将该台站shp数据按照数据框坐标系导出,此时,台站shp文件更改为带有所需要投影坐标信息的shp文件,此时可以任意导入其他窗口中进行操作。
下载所需要的dem文件作为插值的协变量(精度不用太高,如1km*1km就行),导入arcgis,按照arctoolbox->提取分析->值提取到点。将dem值提取到站点信息中。(该步骤注意将没在dem范围中的点进行删除,防止后期出现台站没在dem范围问题)。
由于ANUDPLIN插值所使用的坐标单位为m,将台站shp文件中属性表经纬度坐标列右击鼠标,计算几何(注意,使用的投影坐标系可能不一至,导出计算结果不同没有关系,自己的shp和dem是一种投影信息就行),然后根据连接和关联,将1.1结果文件降雨月数据待导入arcgis.xls按照台站代码连接到shp文件,将连接后的属性表导出txt文件。
新建Excel表,命名为降雨月数据待导入spss.xlsx(正常格式),然后将该txt文件导入表中,修改格式为下表,我的数据如下图7.
1.3 降雨数据导入spss(版本spss24)(目的,导出为固定ASCII(*.dat))
先将spss设置,图 8 在编辑->选项->常规,设置对小数值显示前导零,不知道会不会影响,可以考虑设置。
接着导入1.2的结果文件降雨月数据待导入spss.xlsx,设置见下面参数图9,自己的更具自己修改即可,格式参数在后期脚本文件中需要使用。(station中一定注意,修改类型和对齐方式,均为右对齐),然后保存为固定ASCII(*.dat)格式:pre.dat,为方便查看,将导出的dat格式后缀改为txt,可以查看自己的数据。
保存后会有一份输出日志(图10),记住下面参数,后期需要。
2 dem文件导出为ASCII格式。
步骤(arctoolbox->转换工具->由栅格转出->栅格转ASCII),保存为dem.txt
总结:
上述1-2形成ANUSPLIN插值需要的两份基础资料文件,气象数据txt文件,dem的txt文件。保存为pre.txt ; dem.txt。为后续ANUSPLIN插值提供准备。
上述步骤主要参考以下文章,向原作者致谢,本文主要为在处理中碰到的几个常见的问题结合简单的处理步骤,欢迎大家转载学习,有问题欢迎大家邮件交流。
参考文章
基于ANUSPLIN的批量气象插值-从数据处理到最终结果(1) -
基于ANUSPLIN的批量气象插值-从数据处理到最终结果(2) -
刘志红,Ti m R.McVicar,Tom G.Van Nie,杨勤科,李锐,穆兴民.基于ANUSPLIN的时间序列气象要素空间插值[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2008(10):227-234.