马 欢 岳德鹏 YANG Di 于 强 张启斌 黄 元

(1.北京林业大学精准林业北京市重点实验室， 北京 100083； 2.佛罗里达大学地理系， 盖恩斯维尔 32611)

基于数据同化的地下水埋深插值研究

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(1.北京林业大学精准林业北京市重点实验室， 北京 100083； 2.佛罗里达大学地理系， 盖恩斯维尔 32611)

以西北干旱区典型县域磴口县为研究区，以2015年8月份40个地下水采样点的样品数据为基础，引入集合卡尔曼滤波(EnKF)数据同化将其优化作为主变量，以蒸散发量反演结果以及归一化植被指数(NDVI)数据为协变量，进行协同克里金插值，同时与未采用同化的协同克里金插值结果以及经同化采用普通克里金插值结果进行交叉验证。结果表明：三者在较大空间尺度上对地下水埋深空间分布趋势的模拟基本一致，南部沙漠地区整体较高，在空间分布上表现为明显的地理规律性。同化后的数据进行协同克里金插值的结果改善最显著，平均误差、均方根误差、平均标准误差均优于未同化插值结果，其中平均误差仅为0.270 5 m。与普通克里金插值方法相比，协同克里金插值考虑蒸散发与NDVI的协同作用，精度明显提高，平均误差减小0.409 7 m，均方根误差减小0.078 4 m，平均标准误差减小1.016 7 m。

地下水埋深； 干旱区； 数据同化； 协同克里金法； 插值

引言

地下水是能够影响地表生态环境系统的一个重要影响因子。地下水的变化往往会引起整个生态环境系统天然平衡状态的失衡和破坏。过量开采地下水，造成地下水水位下降，在世界范围内总的来说会诱发4方面的环境地质问题：区域性地下水降落漏斗、地面沉降、海水入侵和水质恶化等。……