冲积扇油气管道侵蚀因子空间插值方法研究摘要长输油气管道常常穿越大型山前冲积扇，由于管道属于浅埋性构筑物，并且所跨区域较广等特点，相比同类线性工程（公路、铁路），更容易遭受地质灾害的破坏，从而影响管道的运营。开展管道地质灾害的防治的前提是了解土壤侵蚀因子的空间分布特征。空间插值法是土壤学研究土壤属性空间变化的重要工具之一，该方法分为两类，一类是确定性方法，一类是地质统计学方法。确定性方法通过信息点的相似性或所研究曲面的光滑程度来创建拟合曲面，主要有反距离权重法(DW)、趋势面法、样条函数法等：地质统计学插值基于样本点的统计规律，分析数据的空间结构，通过定量化样本之间的自相关性，从而在待测点周围建立空间结构模型，如克里金插值(Kriging)法。通过较少的样点反应区域地表属性的变化规律，经济可行，是当前土壤学研究的热点。本文为探讨反距离加权(IDW)和克里金(Kriging)两种插值方法对冲积扇油气管道坡面侵蚀因子估值的影响，选择青海省茶卡盐湖以南的冲积扇为试验样地，沿管道及管道附近选取35个样点进行现场试验，提取侵蚀因子抗冲性(C)、渗透性(K)、密度()用于插值分析，并采用预留检测点进行交叉验证的方法对两种插值方法进行精度评价。主要研究结果包括：(1)建立抗冲性(C)、渗透性(K)、密度（ρ）数据的半变异函数模型，分析数据的空间结构特征。研究区域内侵蚀因子存在较强的空间自相关，经半方差函数分析，抗冲性、密度进行克里金插值时采用球状模型，渗透性则采用高斯模型。(2)通过Normal QQPlot工具分析数据，发现密度数据不需要进行对数转化，自身基本符合正态分布：而抗冲性、渗透性则需要经过对数转化，才近似为一条直线。由此说明三个属性整体符合正态分布，可以进行插值计算。通过GIS软件的空间趋势分析，发现地表三项侵蚀因子分布均具有较强的空间趋势。抗冲指数、渗透系数均具有西高东低、北高南低的基本态势，其中的渗透系数在南北、东西方向上变化幅度较大。密度在东-西、南-北向均呈现反“U”字形，中间高，两侧较低。(3)通过预留检验点，进行交叉验证比较两种插值方法的精度。针对抗冲指数，DW插值法插值精度总体高于普通克里金法，具有相对较小的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE),分别为4.34×10和6.00×10：而对渗透系数(K)、密度(P)而言，普通克里金(OK法)插值法的效果高于DW插值法。通过对冲积扇油气管道的地表属性的空间插值方法的比较，选出最优方法，从而为冲积扇油气管道的选线提供基础资料，节约成本。根据侵蚀因子分布图，对管道运营期的主要巡查区域，需要加强水工保护措施的地段，提供一定的理论支持。关键词：冲积扇，反距离加权，克里金，抗冲性，交叉验证Study on Spatial Interpolation Methods for Erosion Factorsof Alluvial Fan across Oil and Gas PipelineAbstractLong distance oil and gas pipelines often go across large piedmont alluvial fan,As the pipeline is a shallow buried structure and has a wide range of regions,it ismore damaged by geological hazards than similar linear projects (highways andrailways),thus affecting the operation of the pipeline.The precondition for theprevention and control of pipeline geological disasters is to understand the spatialdistribution characteristics of soil surface properties.Spatial interpolation method isone of the important tools for soil study to study the spatial variation of erosionfactors.The method is divided into two categories,one is deterministic method andthe other is geostatistical method.The deterministic method creates the fitting surfacethrough the similarity of information points or the smoothness of the surface,mainlyincluding the inverse distance weighting method (IDW),the trend surface method andthe spline function method.Key words:alluvial fan,inverse distance weighting,kriging,the impact resistance,cross validation