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为深入理解海河流域水资源剧减的影响原因，进行水文气象要素的时空变异分析是十分重要和必要的。传统的时间序列变异方法主要是用变异系数法，论文结合信息熵理论提出一种基于差异信息测度与GIS技术的时空变异分析方法，并成功应用于海河流域的31个测站的1960-2001年降水、蒸发和气温的分析，结果直观地表达海河流域降水、蒸发和气温等水文气象要素的时空变异规律，为进一步深入理解海河流域的水循环变化规律打下坚实基础。通过初步分析得出海河流域降水和蒸发时空变异相对较大、气温时空变异相对较小的结论。