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基于空间聚类算法的中国温度区划分开题报告

 2020-02-20 09:58:22  

1. 研究目的与意义(文献综述)

中国幅员辽阔,地形复杂多样,气候类型极为丰富。同时,我国位于东亚季风区,降水量有区域性分布特点,降水时空分布特征的研究有助于对大气运动规律的深入理解。由此,根据降水量分型是划分我国气候特征区域的有效方法。气候分区结果不仅可用于资源与环境的评价、生态系统的变化和管理、生态系统模型建立、植被生产力计算和生态区划等方面的研究,还可以为生态学、地学等学科的发展提供重要的基础数据。

国内外对地区气候分区评价已有很多研究。地区气候分区评价一般是结合自然资源环境(如气候、土壤、植被、水文等)、经济环境(如经济水平、产业结构等)和社会环境(如人口状况、基础设施、生活质量等)等来评价的,根据单一因素的气候评价很少。为了详细研究中国不同地区的降水量变化特征,国内很多学者已做了许多关于气候分区的工作,尤其是针对某个地理区进行更加详细的气候分析。李栋梁等[1]根据西北地区夏季降水的异常特征将其划分为6个敏感区。就全国的气候分区来说,有大致按气候区将全国分为8个区[2,3],陈兴芳等[4]采用降水指数根据地理位置和气候特征将全国分为15 个区,江志红等[5]指出,全国降水量场可明显划分成10区域。

定义气候带最常用的方法包括Koeppen气候分类,聚类分析等。Koeppen气候分类及其修改版本已被广泛用于定义全球不同的气候类型。在中国,只有少数方案被定义为使用Koeppen气候分类。一般来说,中国的气候区根据气候区划划分。通过诸多区域化工作,形成了一定的区域化方法,并说明了中国的区域气候多样性。聚类分析是研究样品和变量进行分类的一种方法,通过建立一些统计法则算法来进行比较客观的分类。作为用于定义气候带的标准方法,聚类分析已在若干国家使用。 许多气候相关的研究问题,如气候区的确定和天气气候类型的分类已经通过聚类分析得到解决。然而,这种方法在定义中国的气候带方面使用尚不广泛。因此,作为一种替代方法,聚类分析在各类资源环境评价及分类区划等领域将更广泛的应用。本课题在此背景下,拟收集近年来全国各气象站年降水量数据,采用空间聚类分析方法,对近年来全国各气象站年降水量数据进行聚类分析,找出各地区降水的空间聚集模式,总结我国气候区域特点,从而对我国气候进行分区。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容:

在以上的研究环境和背景下,本课题的主要内容是基于采集的近年来全国各气象站年降水量数据,采用多种聚类方法分析(如k-means法、分层聚类法等),并通过r语言进行实现,对我国气候进行分区,并将结果与最新中国气候区划对比,以对比多种聚类方法的优劣并评价聚类分析结果,为人们根据自己的需求选择适合的聚类分析方法提供依据,同时验证基于空间聚类分析的气候分区的可行性。在本课题中,拟使用的聚类方法为快速聚类法(k-means法)及分层聚类法。

其中快速聚类法(k-means法)步骤为:

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3. 研究计划与安排

2月18号—3月1号:毕业实习,搜集毕业论文相关材料;

3月4号—3月15号:书写并提交开题报告;

3月18号—3月22号:搜集毕业设计课题相关外文参考文献,完成外文文献翻译;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]李栋梁,谢金南,王文.中国西北夏季降水特征及其异常研究[j].大气科学,1997,21(3):331—340.

[2]王遵娅,丁一汇,何金海,等.近50年来中国气侯变化特征的再分析[j].气象学报,2004,62(2):228—236.

[3]施晓晖,徐祥德.中国大陆冬夏季气候型年代际转折的区域结构特征[j].科学通报,2006.51(17):2075—2084.

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