ArcGIS克里金空间插值方法介绍
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arcgis中气象数据插值在ArcGIS中进行气象数据插值是一种常见的空间数据分析方法,它可以帮助我们根据已知的气象观测数据,在未观测点上估算出相应的气象值。
插值方法的选择取决于数据的性质、空间分布和我们想要达到的精度。
在ArcGIS中,有多种插值方法可供选择,包括克里金插值、反距离加权插值、样条插值等。
下面我将从数据准备、插值方法选择和结果评估三个方面进行详细介绍。
首先,数据准备是进行气象数据插值的重要步骤。
在ArcGIS中,我们需要确保气象观测数据的质量和空间分布是合理的。
这包括对观测站点的分布进行分析,检查是否存在数据缺失或异常值,以及进行数据清洗和预处理工作,确保数据的可靠性和完整性。
其次,选择合适的插值方法也至关重要。
克里金插值是一种常用的插值方法,它基于空间自相关性进行插值,适用于稳定的空间变化趋势。
反距离加权插值则是根据观测点与插值点之间的距离进行加权平均,适用于数据分布不规则的情况。
而样条插值则可以生成光滑的曲面,适用于连续变化的气象数据。
在选择插值方法时,需要考虑数据的特点、空间分布以及我们想要达到的精度要求。
最后,对插值结果进行评估也是必不可少的。
在ArcGIS中,我们可以通过交叉验证等方法对插值结果进行验证,评估插值精度并识别可能的误差。
这有助于我们了解插值结果的可靠性,并在必要时调整插值方法或参数,以获得更为准确的气象数据估算结果。
总之,在ArcGIS中进行气象数据插值需要综合考虑数据准备、插值方法选择和结果评估三个方面,以确保我们获得准确可靠的气象数据估算结果。
希望这些信息能够帮助你更好地理解在ArcGIS中进行气象数据插值的过程和方法选择。
克里金插值法克里金插值法又称空间局部插值法,是以变异函数理论和结构分析为基础,在有限区域内对区域化变量进行无偏最优估计的一种方法,是地统计学的主要内容之一,由南非矿产工程师D. Matheron 于1951年在寻找金矿时首次提出,法国著名统计学家G. Matheron 随后将该方法理论化、系统化,并命名为Kriging ,即克里金插值法。
1 克里金插值法原理克里金插值法的适用范围为区域化变量存在空间相关性,即如果变异函数和结构分析的结果表明区域化变量存在空间相关性,则可以利用克里金插值法进行内插或外推。
其实质是利用区域化变量的原始数据和变异函数的结构特点,对未知样点进行线性无偏、最优估计,无偏是指偏差的数学期望为0,最优是指估计值与实际值之差的平方和最小[1].因此,克里金插值法是根据未知样点有限领域内的若干已知样本点数据,在考虑了样本点的形状、大小和空间方位,与未知样点的相互空间关系,以及变异函数提供的结构信息之后,对未知样点进行的一种线性无偏最优估计。
假设研究区域a 上研究变量Z (x ),在点x i ∈A (i=1,2,……,n )处属性值为Z (x i ),则待插点x 0∈A 处的属性值Z (x 0)的克里金插值结果Z *(x 0)是已知采样点属性值Z (x i )(i=1,2,……,n )的加权和,即:)()(10*i ni i x Z x Z ∑==λ (1) 式中i λ是待定权重系数.其中Z (x i )之间存在一定的相关关系,这种相关性除与距离有关外,还与其相对方向变化有关,克里金插值方法将研究的对象称“区域化变量"针对克里金方法无偏、最小方差条件可得到无偏条件可得待定权系数i λ (i=1,2,……,n)满足关系式:11=∑=n i i λ(2)以无偏为前提,kriging 方差为最小可得到求解待定权系数i λ的方程组:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋯⋯==+∑∑==1)n ,2,1)(,(),(101n i i j j i n i i j x x C x x C λμλ, (3) 式中,C (x i ,x j )是Z (x i )和Z (x j )的协方差函数.2 方法步骤克里金插值法的应用步骤如下:1、输入原始数据,即采样点,下面以输入三个采样点求待估插值为例来进行说明。
第7卷%第12期软件导刊2008年12月Software GuideVol.7No.12Dec. 2008ArcGIS 中的地统计克里格插值法及其应用王艳妮,谢金梅,郭祥(中国地质大学资源学院,湖北武汉430074)摘要:ArcGIS 软件的地统计分析扩展模块是一个功能强大、简单易用的数据分析与表面建模工具,应用领域广泛。
首先介绍了地质统计学的概念和克里格插值的各种方法,然后从地统计的角度出发,运用ArcGIS 软件中地统计分析模块,探讨了克里格插值法在土地平整工程中的应用。
关键词:GIS ;ArcGIS 地统计分析;克里格插值;土方量中图分类号:TP312文献标识码:A文章编号:1672-7800(2008)12-0036-030引言地质统计学是上个世纪60年代法国人Matheron 在前人的它是数学地质领域中一门发展迅速且有着广泛应用前景的新兴学科。
经过广大数学地质工作者、地质统计学工作者、矿山地质和采矿设计专家及其他地质统计学应用者和爱好者的不断努力,现在已经形成了一套独立的理论体系,成为数学地质中比较活跃的一个分支。
基础上总结并提出的,它又称为克里格方法(Kriging )。
地质统计学中的克里格插值方法,由于其具有插值和估计的双重特点,在许多领域中都得到了广泛应用,已成为空间统计学上的一个重要分支,同时也成为许多专业、商业软件的重要组成部分。
近几十年来,地理信息系统(Geographic Information Sys -——空间tem ,简称GIS )技术发展很快,作为其重要的组成部分—信息分析,也已经发展出一些重要的理论模型方法。
空间分析的应用领域含盖面极广,包含空间分析、空间数据分析、空间统计、地质统计学等。
在目前众多的GIS 软件中,虽有许多都涉足了空间分析领域,但其中有关地质统计学方面的内容却非常少。
ArcGIS8及以上版本软件中,将地质统计学单独作为一个分析扩展模块(即Geostatistical Analyst ,简称GA )纳入到了整个1.2克里格插值基础克里格插值(Kriging )又称空间局部插值法,是以变异函数理论和结构分析为基础,在有限区域内对区域化变量进行无偏最优估计的一种方法,是地统计学的主要内容之一。