基于反距離加權(quán)插值法評價(jià)海域水質(zhì)類別空間分布

李翔宇，李 曌，包艷英，李 利，李玉璞

1.大連市環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 大連 116023 2.中國環(huán)境監(jiān)測總站，國家環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012 3.海軍大連艦艇學(xué)院，信息系統(tǒng)系，遼寧 大連 116018

《水污染防治行動計(jì)劃》[1]中規(guī)定了近岸海域水質(zhì)優(yōu)良(一、二類)比例目標(biāo)，在計(jì)算海水優(yōu)良比例時(shí)，一般按照點(diǎn)位法或面積法進(jìn)行計(jì)算。點(diǎn)位比例計(jì)算簡單直接，責(zé)任明確，但評價(jià)結(jié)果不連續(xù)，與環(huán)境要素的管理目標(biāo)不相吻合。面積比例計(jì)算一般采用代表面積法或者插值面積法，代表面積法(即通過核算，給每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位賦以固定的面積)與污染物實(shí)際擴(kuò)散規(guī)律不相適應(yīng)，相鄰點(diǎn)位評價(jià)結(jié)果不連續(xù)[2]；插值面積法可以反映近岸海域水質(zhì)空間分布情況，評價(jià)結(jié)果相對連續(xù)，可以作為點(diǎn)位比例法的有效補(bǔ)充。插值方法的選擇十分重要，目前常用的空間插值方法有反距離加權(quán)插值法(IDW)、克里金插值法(Kringing)、樣條函數(shù)法(Spline)和趨勢面法(Trend Surface)等[3-6]。多項(xiàng)研究表明[7-9]，IDW插值方法在海水污染物分布空間表達(dá)方面有一定優(yōu)勢。付瑞全等[7]基于ArcGIS軟件空間插值模塊采用IDW插值法實(shí)現(xiàn)了海水污染面積計(jì)算，但并未給出具體的插值參數(shù)建議；李俊龍等[8]分別采用IDW法、Spline法和克里格法等3種方法13種模型進(jìn)行了全國近岸海域海水水質(zhì)模擬，并通過交叉驗(yàn)證得出IDW(p=2)最適宜模擬全國近岸海域(299個(gè)點(diǎn)位)水質(zhì)分布的結(jié)論，提出不同區(qū)域、不同要素有待進(jìn)一步研究；李冕等[9]對IDW插值模型進(jìn)行改進(jìn)，給出一種自適應(yīng)凸包選點(diǎn)的插值方法，認(rèn)為該法能較好地反映海水水質(zhì)質(zhì)量趨勢。對于空間插值來說，沒有絕對最佳的插值方法[3]，要針對研究區(qū)的情況，對數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，得到理想的插值效果。

筆者重點(diǎn)研究了傳統(tǒng)IDW插值具體參數(shù)(冪參數(shù)、參與插值的周圍點(diǎn)的數(shù)量、插值網(wǎng)格大小)的選取，比較了IDW方法在點(diǎn)位密度不同的開放海域和近封閉內(nèi)海海域的適用性，并將IDW插值法水質(zhì)類別綜合評價(jià)結(jié)果與常用的點(diǎn)位法和代表面積法評價(jià)結(jié)果進(jìn)行比較分析，指出了方法應(yīng)用的注意事項(xiàng)及局限性，為有類似評價(jià)需求的用戶提供參考和借鑒。

1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)

以全國近岸海域和渤海海域?yàn)檠芯繀^(qū)(分別代表開放海域與近封閉內(nèi)海海域)。全國近岸海域布設(shè)413個(gè)國控監(jiān)測點(diǎn)位(圖1)，平均點(diǎn)位密度約為13.8個(gè)/萬km2(統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不包含港、澳、臺地區(qū)，下同)；渤海海域布設(shè)163個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位(圖2)，平均點(diǎn)位密度約為21.2個(gè)/萬km2。2個(gè)研究區(qū)監(jiān)測點(diǎn)位分布特點(diǎn)均為臨岸較密，離岸較疏，渤海海域的監(jiān)測點(diǎn)位比全國近岸海域的監(jiān)測點(diǎn)位更為密集。

海水水質(zhì)數(shù)據(jù)來源于全國近岸海域環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)某水期監(jiān)測數(shù)據(jù)，共有29個(gè)監(jiān)測項(xiàng)目：pH、溶解氧、化學(xué)需氧量、生化需氧量、無機(jī)氮、非離子氨、活性磷酸鹽、汞、鉛、鎘、六價(jià)鉻、總鉻、砷、銅、鋅、硒、鎳、氰化物、硫化物、揮發(fā)性酚、石油類、六六六、滴滴涕、馬拉硫磷、甲基對硫磷、苯并(a)芘、陰離子表面活性劑、糞大腸菌群和大腸菌群等。

圖1 全國近岸海域評價(jià)區(qū)域監(jiān)測點(diǎn)位分布Fig.1 Assessment range of China coastal area and the distribution of monitoring points

圖2 渤海海域監(jiān)測點(diǎn)位分布Fig.2 Assessment range of the Bohai Sea area and the distribution of monitoring points

2 研究方法

2.1 IDW空間插值

IDW插值算法是基于地理學(xué)第一定律相近相似的原理，認(rèn)為每個(gè)采樣點(diǎn)都對鄰近區(qū)域的插值點(diǎn)有一定的影響，且影響的大小隨距離的增大而減小。一般公式為

(1)

(2)

(3)

IDW法屬于精確插值方法，即插值后表面通過采樣點(diǎn)，該特征可以保證插值結(jié)果在采樣點(diǎn)位處與實(shí)際監(jiān)測值一致。

從公式可以看出，在樣本點(diǎn)位固定的情況下，對一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行IDW插值時(shí)涉及的參數(shù)主要是冪參數(shù)(p)和參與插值的采樣點(diǎn)數(shù)量(N)。對一個(gè)區(qū)域進(jìn)行插值并展示時(shí)，還應(yīng)涉及插值網(wǎng)格的大小。

2.2 插值法水質(zhì)類別綜合評價(jià)

目前中國采用的海水點(diǎn)位水質(zhì)類別評價(jià)方法為單因子指數(shù)法[10]。插值法海域水質(zhì)類別綜合評價(jià)與單因子指數(shù)法理論一致，不同的是將“點(diǎn)”擴(kuò)展到“面”。步驟如下：①單指標(biāo)空間插值，即針對每項(xiàng)監(jiān)測指標(biāo)，對所有監(jiān)測點(diǎn)位的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行空間插值，獲得每項(xiàng)指標(biāo)濃度的連續(xù)空間分布柵格數(shù)據(jù)集；②單指標(biāo)水質(zhì)分類，依據(jù)《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3097—1997)[11]對單指標(biāo)插值結(jié)果進(jìn)行水質(zhì)類別分類賦值，以1、2、3、4、5分別代表一類、二類、三類、四類、劣四類海水，獲得每項(xiàng)指標(biāo)水質(zhì)類別的空間分布柵格數(shù)據(jù)集；③多指標(biāo)水質(zhì)類別判定，通過柵格數(shù)據(jù)疊加分析，取某處最差水質(zhì)類別(多層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)同一位置的最大值)作為該處最終水質(zhì)類別，獲得評價(jià)區(qū)域內(nèi)的海水水質(zhì)類別空間分布情況；④通過統(tǒng)計(jì)各水質(zhì)類別柵格數(shù)量計(jì)算其面積及所占比例，輸出近岸海域水質(zhì)類別空間分布圖。

2.3 方法的實(shí)現(xiàn)

單指標(biāo)空間插值、單指標(biāo)水質(zhì)分類和多指標(biāo)水質(zhì)類別判定采用ArcGIS 10.2；數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及相關(guān)分析采用SPSS 19.0。矢量數(shù)據(jù)采用GCS_WGS_1984坐標(biāo)系統(tǒng)，Albers正軸割圓錐等面積投影，中央經(jīng)線為105°，標(biāo)準(zhǔn)緯線為25°和47°。

2.3.1 冪參數(shù)的選擇

采樣點(diǎn)在插值計(jì)算過程中所占權(quán)重的大小受p(正實(shí)數(shù))的影響，隨著采樣點(diǎn)與插值點(diǎn)之間距離的增加，采樣點(diǎn)對插值點(diǎn)影響的權(quán)重按指數(shù)規(guī)律減小。冪值大，較近點(diǎn)的影響較大；冪值小，較遠(yuǎn)點(diǎn)的影響增大。

2008—2017年的全國近岸海域環(huán)境質(zhì)量公報(bào)顯示，無機(jī)氮和活性磷酸鹽是中國近岸海域海水中的主要污染物，選用代表性較強(qiáng)的無機(jī)氮測值進(jìn)行不同冪參數(shù)插值實(shí)驗(yàn)，并采用10折交叉驗(yàn)證法[12]驗(yàn)證各插值模型的預(yù)測效果。采用模擬值與實(shí)測值的平均誤差(ME)、平均絕對誤差(MAE)、均方根誤差(RMSE)和Pearson相關(guān)系數(shù)等指標(biāo)評價(jià)插值模型的精度。ME反映總體模擬值誤差的大小，MAE反映模擬值存在的可能誤差范圍，RMSE反映模擬值的靈敏度和極值效應(yīng)，相關(guān)系數(shù)反映預(yù)測值和模擬值之間的吻合程度[8]。

10折交叉驗(yàn)證法的原理是使用系統(tǒng)抽樣法把數(shù)據(jù)集平均分為10份(做法是將所有點(diǎn)位以緯度為第一字段、經(jīng)度為第二字段進(jìn)行升序排列，并循環(huán)進(jìn)行1～10編碼，該法基本可以保證編號一致的點(diǎn)位均勻分布，將編號一致的數(shù)據(jù)集視為同一份數(shù)據(jù))。每次從10份數(shù)據(jù)集中拿出1份作為驗(yàn)證集，剩下的9份數(shù)據(jù)集作為訓(xùn)練集，對每份訓(xùn)練集進(jìn)行IDW插值實(shí)驗(yàn)。

2.3.2 參與插值的周圍采樣點(diǎn)的數(shù)量選擇

參與插值的采樣點(diǎn)數(shù)量與相鄰點(diǎn)位的數(shù)量相關(guān)，通過監(jiān)測點(diǎn)位所構(gòu)成的泰森多邊形判斷一個(gè)離散點(diǎn)與哪些離散點(diǎn)相鄰，每個(gè)泰森多邊形的邊數(shù)代表了相鄰點(diǎn)位的個(gè)數(shù)。選取相鄰點(diǎn)位個(gè)數(shù)出現(xiàn)頻率最高的作為插值采樣點(diǎn)數(shù)量參數(shù)，基本可以保證待插值點(diǎn)周圍各個(gè)方向的近距離點(diǎn)位均參與插值。

2.3.3 插值柵格大小的選擇

柵格的大小決定了插值結(jié)果對水質(zhì)類別反映的精細(xì)程度，也影響插值運(yùn)算效率。通過一系列柵格大小梯度實(shí)驗(yàn)，對比選取能較好反映水質(zhì)類別分布情況且運(yùn)算效率較高的柵格值。

3 結(jié)果與討論

3.1 參數(shù)選擇結(jié)果

3.1.1 冪參數(shù)

冪參數(shù)p依次選取0.5、1、2、3、4、5、6進(jìn)行2個(gè)研究區(qū)無機(jī)氮插值實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行誤差分析，詳見表1和表2。

表1 全國近岸海域10折交叉驗(yàn)證誤差結(jié)果Table 1 The precision analysis of China coastal area with 10% off cross-certification

表2 渤海海域10折交叉驗(yàn)證誤差結(jié)果Table 2 The precision analysis of the Bohai Sea area with 10% off cross-certification

對全國近岸海域來說：

ME：p(1)

MAE：p(3)

RMSE：p(3)

相關(guān)系數(shù)：p(3) >p(2) >p(4) >p(5) >p(1) >p(6) >p(0.5)。

對渤海海域來說：

ME：p(4)

MAE：p(1)

RMSE：p(2)

相關(guān)系數(shù)：p(3) >p(2) >p(4) >p(5) >p(6) >p(1) >p(0.5)。

2個(gè)研究區(qū)各模型的預(yù)測值與實(shí)測值在置信度0.01水平上均顯著性相關(guān)，說明IDW插值結(jié)果與實(shí)測結(jié)果相吻合，能夠反映海水污染物的水平分布情況。

為便于查看，放大2個(gè)研究區(qū)典型部分來對比不同冪參數(shù)的無機(jī)氮插值效果(圖3)?？梢钥闯?，p取值為0.5時(shí)，過于強(qiáng)調(diào)較遠(yuǎn)點(diǎn)的影響，各類水質(zhì)邊界不平滑，部分區(qū)域插值結(jié)果失真(如遼東灣東北部區(qū)域二類海水與四類海水直接相鄰，缺乏過渡)；p取值為1時(shí)，上述情況略有改善，海水類別跳躍分布現(xiàn)象仍然存在，并且出現(xiàn)圍繞監(jiān)測點(diǎn)的牛眼現(xiàn)象；p取值為2或3時(shí)，各類水質(zhì)邊界趨于平滑，能較好反映各類水質(zhì)過渡情況；p≥4時(shí)，插值效果較之前變化越來越不顯著，但仍可以看出，隨著p取值增大，各類水質(zhì)邊界更加平滑，但過于強(qiáng)調(diào)較近點(diǎn)的影響，當(dāng)一個(gè)區(qū)域缺少點(diǎn)位時(shí)，評價(jià)結(jié)果開始從周圍向這些區(qū)域過度擠壓(如長江口鄰近海域三、四類海水面積幾乎被擠壓殆盡，渤海普蘭店灣附近二、三、四類海水也存在同樣的情況)。

綜合考慮各模型誤差結(jié)果及圖上效果，全國近岸海域冪參數(shù)取值為3，渤海海域冪參數(shù)取值為2。從表1和表2可以看出，雖然渤海海域點(diǎn)位密度較大，但全國近岸海域插值結(jié)果誤差分析多項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于渤海海域，這說明IDW法在開放海域的模擬效果整體優(yōu)于近封閉海域。究其原因，海域水質(zhì)變化雖然都呈現(xiàn)近岸到遠(yuǎn)海逐漸變好的趨勢，但是對于開放海域來說，基本是單一方向的變化，對于近封閉海域來說則是從四周向中間的多方向變化，點(diǎn)位監(jiān)測值規(guī)律性較差，影響了插值效果。

3.1.2 參與插值的周圍采樣點(diǎn)數(shù)量

根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)位的分布情況，建立泰森多邊形。2個(gè)研究區(qū)每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位相鄰點(diǎn)的數(shù)量(N)從1個(gè)到8個(gè)不等，全國近岸海域以4個(gè)為最多，渤海海域以5個(gè)為最多，見表3?？蓪⑷珖逗Ｓ騾⑴c插值的周圍采樣點(diǎn)數(shù)量設(shè)置為N=4，渤海海域設(shè)置為N=5。

圖3 不同p值所對應(yīng)的無機(jī)氮水質(zhì)類別插值結(jié)果Fig.3 Spatial interpolation results of dissolved inorganic nitrogen(DIN) with different power

表3 監(jiān)測點(diǎn)位構(gòu)成的泰森多邊形相鄰點(diǎn)位統(tǒng)計(jì)Table 3 The neighbor point statistics using Thiessen polygons created by monitoring points

3.1.3 插值柵格大小

分別將柵格大小(C)設(shè)置為1 000、500、200、100 m，比較評價(jià)范圍吻合程度、統(tǒng)計(jì)結(jié)果的穩(wěn)定性及運(yùn)行效率等(表4)。

柵格大小為1 000 m時(shí)，鋸齒化情況嚴(yán)重，一些海灣和島嶼的陸上部分被侵占，隨著柵格取值的減小，鋸齒化情況不斷改善，直至柵格大小為200、100 m時(shí)，各類別之間的界線平滑，插值結(jié)果與評價(jià)范圍吻合較好。統(tǒng)計(jì)結(jié)果的穩(wěn)定性方面，從表4可以看出，隨著柵格變小，插值后各類別海水面積占比之間的差異也逐漸變小，柵格大小為200、100 m時(shí)，差異基本可忽略不計(jì)，這種差異對于評價(jià)范圍及其子集之間統(tǒng)計(jì)結(jié)果的穩(wěn)定有重要意義，如全國與各省(區(qū)、市)，各省(區(qū)、市)與各市，差異越小，越有利。運(yùn)行效率方面，隨著柵格的變小，運(yùn)行效率不斷降低，但均在可接受的范圍內(nèi)。

因此，對全國或海區(qū)進(jìn)行評價(jià)時(shí)，為能較好反映小水域詳細(xì)的水質(zhì)狀況，保證插值結(jié)果的穩(wěn)定性，同時(shí)確保較高的處理效率，柵格大小設(shè)置為200 m左右為宜。

當(dāng)對河口、海灣等小區(qū)域進(jìn)行單獨(dú)評價(jià)或監(jiān)測點(diǎn)位密度更大時(shí)，也可將柵格設(shè)置的更小。同一次評價(jià)單個(gè)指標(biāo)圖層?xùn)鸥翊笮”仨毐３忠恢?，以便進(jìn)行多圖層疊加。

表4 不同柵格大小對應(yīng)的各類別海水面積比例差值Table 4 The interpolation results comparison to different cell sizes %

3.2 與常用評價(jià)方法的對比

利用IDW插值法評價(jià)全國近岸海域和渤海海域水質(zhì)類別空間分布(29個(gè)監(jiān)測項(xiàng)目)。其中全國近岸海域插值參數(shù)設(shè)置為p=3，N=4，C=200 m；渤海海域插值參數(shù)設(shè)置為p=2，N=5，C=200 m。統(tǒng)計(jì)海水優(yōu)良面積比例，并與常用的點(diǎn)位法和代表面積法的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果見表5。

表5 不同方法獲得近岸海域海水優(yōu)良比例對比Table 5 The percentage of the first and second class seawater by different methods %

3種方法中，IDW插值法優(yōu)良比例值高于點(diǎn)位法，低于代表面積法(泰森多邊形)。點(diǎn)位法優(yōu)良比例相對較低的原因是該法認(rèn)為每個(gè)點(diǎn)位權(quán)重是一樣的，但監(jiān)測點(diǎn)位分布不均勻，對評價(jià)區(qū)域而言，密集區(qū)域的單個(gè)點(diǎn)位影響范圍小于稀疏區(qū)域，而水質(zhì)較差點(diǎn)位主要分布在靠近陸地的點(diǎn)位的密集區(qū)域，因此監(jiān)測點(diǎn)位分布均勻性越差，兩者差異越大。

2種面積法水質(zhì)類別統(tǒng)計(jì)結(jié)果非常接近，但從空間分布直觀展示效果來看(以渤海海域?yàn)槔瑘D4)，IDW插值法更為流暢，更符合污染物擴(kuò)散規(guī)律。

圖4 水質(zhì)類別空間分布效果對比Fig.4 The seawater quality spatial distribution using IDW interpolation and thiessen polygon

3.3 IDW插值法應(yīng)用注意事項(xiàng)及方法局限性

3.3.1 方法應(yīng)用注意事項(xiàng)

3.3.1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)監(jiān)測不全的處理

當(dāng)某點(diǎn)位存在部分評價(jià)項(xiàng)目未監(jiān)測的情況時(shí)，該點(diǎn)位不應(yīng)參與該缺失項(xiàng)目插值。需要在數(shù)據(jù)資料準(zhǔn)備階段，將表中相關(guān)單元格設(shè)置為<空>值(注意并非賦為0值)。

3.3.1.2 插值范圍及掩膜范圍

插值范圍的設(shè)置是為了劃定數(shù)據(jù)分析范圍，應(yīng)不小于插值點(diǎn)位外接多邊形范圍(保證相關(guān)點(diǎn)位均參與插值)及評價(jià)區(qū)域范圍(保證評價(jià)區(qū)域內(nèi)全部被插值)。一般可設(shè)置為評價(jià)區(qū)域范圍圖層，也可根據(jù)上述原則另行繪制。

若不設(shè)置插值范圍，則默認(rèn)輸出區(qū)域?yàn)樗悬c(diǎn)位的外接矩形，當(dāng)評價(jià)區(qū)域涉及海灣時(shí)，由于監(jiān)測點(diǎn)位位于海灣內(nèi)部，不能將評價(jià)區(qū)域完全包含，會出現(xiàn)插值不完全現(xiàn)象，部分評價(jià)區(qū)域存在空白，設(shè)置插值范圍后避免了此類問題。

掩膜范圍的設(shè)置主要是因?yàn)椴逯递敵鰯?shù)據(jù)集的范圍通常會大于評價(jià)區(qū)域范圍，為獲得以評價(jià)區(qū)域?yàn)檫吔绲牟逯到Y(jié)果，需要對其進(jìn)行掩膜處理，也就是使用評價(jià)區(qū)域?qū)Σ逯到Y(jié)果進(jìn)行裁剪。掩膜范圍應(yīng)設(shè)置為評價(jià)范圍圖層。

3.3.1.3 跨島問題的處理

為去除半島及島嶼兩側(cè)點(diǎn)位之間的相互影響，需要對其進(jìn)行阻斷，使其無法參與對方區(qū)域的插值運(yùn)算，這個(gè)目標(biāo)可通過繪制限制采樣點(diǎn)搜索的隔斷線，并指定為障礙參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。隔斷線繪制的原則是插值點(diǎn)與用來進(jìn)行插值的采樣點(diǎn)之間地理上應(yīng)相互通視。圖5展示的是廣東東海島附近海域插值結(jié)果。東海島南側(cè)2個(gè)點(diǎn)位均為一類水質(zhì)，北側(cè)1個(gè)點(diǎn)位為四類水質(zhì)，未設(shè)置隔斷線時(shí)，東海島南側(cè)海域受北側(cè)四類水質(zhì)點(diǎn)位的影響，臨岸有一部分區(qū)域?yàn)槎惡Ｋ?，這與實(shí)際情況相悖；設(shè)置隔斷線后，南側(cè)海域均為一類水質(zhì)，使插值結(jié)果更接近實(shí)際。需要注意的是，使用隔斷線會顯著增加系統(tǒng)處理時(shí)間，因此，隔斷線不是越多越好，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置。

圖5 設(shè)置隔斷線對評價(jià)結(jié)果的影響對比Fig.5 The comparison with or without barrier

3.3.2 方法局限性

IDW插值法的特征之一是會產(chǎn)生圍繞觀測點(diǎn)位置的“牛眼”，這不符合海水污染物的局部擴(kuò)散規(guī)律。

IDW插值法的特征之二是其預(yù)測值處于所輸入的采樣數(shù)據(jù)的最小值與最大值之間。這個(gè)特點(diǎn)雖然保證了插值結(jié)果不會出現(xiàn)過高或過低的超失真情況，但同時(shí)也抑制了污染物空間分布預(yù)測向高值或低值推進(jìn)的趨勢。研究中對各驗(yàn)證集預(yù)測值及對應(yīng)實(shí)測值的水質(zhì)類別進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)分布在內(nèi)側(cè)或者外側(cè)、測值明顯高于或者明顯低于周圍點(diǎn)位的測值容易產(chǎn)生預(yù)測錯(cuò)誤，這主要是由于該特征所決定的。

IDW插值法公式與任何物理過程都不關(guān)聯(lián)，但海水有海流、潮汐、潮流、波浪等流動特性，且具有很強(qiáng)的季節(jié)性，污染物的擴(kuò)散極為復(fù)雜，該法未將水動力條件考慮在內(nèi)。

4 結(jié)論

關(guān)于IDW插值參數(shù)的選取，應(yīng)隨不同區(qū)域、不同點(diǎn)位分布而不同。冪參數(shù)(p)可通過多冪值實(shí)驗(yàn)，利用交叉驗(yàn)證誤差分析選取適宜的值；參與插值的周圍采樣點(diǎn)數(shù)量(N)可通過構(gòu)建泰森多邊形統(tǒng)計(jì)相鄰點(diǎn)位個(gè)數(shù)出現(xiàn)頻率最高的值確定，點(diǎn)位密度小，N較小，點(diǎn)位密度大，N較大；插值柵格大小(C)需綜合考慮評價(jià)范圍大小、評價(jià)結(jié)果穩(wěn)定性和運(yùn)行效率選定。針對目前研究區(qū)范圍及監(jiān)測點(diǎn)位的分布情況，全國近岸海域參數(shù)設(shè)置為p=3，N=4，C=200 m較為適宜；渤海海域設(shè)置為p=2，N=5，C=200 m較為適宜。

IDW插值方法在開放海域和近封閉內(nèi)海海域均適用，但在開放海域的模擬結(jié)果好于近封閉海域。

海域水質(zhì)面積評價(jià)的IDW插值法與代表面積法統(tǒng)計(jì)結(jié)果接近，但前者在空間分布展示上更接近實(shí)際；點(diǎn)位分布的均勻性決定點(diǎn)位法與面積法評價(jià)結(jié)果的接近程度，點(diǎn)位分布越均勻，兩者越接近。