ArcGIS教程:几种克里金法的概述

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克里格插值基础arcgis汇总

克里格插值基础arcgis汇总

克里格插值基础来源:互联网1. 克里格方法概述克里格方法(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。

南非矿产工程师D.R.Krige(1951年)在寻找金矿时首次运用这种方法,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,即克里格方法。

克里格方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,则可以利用克里格方法进行内插或外推;否则,是不可行的。

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。

也就是说,克里格方法是根据未知样点有限邻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位置关系,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。

克里格方法与反距离权插值方法类似的是,两者都通过对已知样本点赋权重来求得未知样点的值,可统一表示为:式中,Z(x 0 为未知样点的值,Z(x i 为未知样点周围的已知样本点的值,为第i个已知样本点对未知样点的权重,n为已知样本点的个数。

不同的是,在赋权重时,反距离权插值方法只考虑已知样本点与未知样点的距离远近,而克里格方法不仅考虑距离,而且通过变异函数和结构分析,考虑了已知样本点的空间分布及与未知样点的空间方位关系。

2. 克里格方法的具体步骤用克里格方法进行插值的主要步骤如图1所示:图1 克里格方法的主要步骤在克里格插值过程中,需注意以下几点:(1)数据应符合前提假设(2)数据应尽量充分,样本数尽量大于80,每一种距离间隔分类中的样本对数尽量多于10对(3)在具体建模过程中,很多参数是可调的,且每个参数对结果的影响不同。

arcgis克里金插值等值线标注

arcgis克里金插值等值线标注

arcgis克里金插值等值线标注ArcGIS克里金插值等值线标注等值线标注是一种常用的地图制作技术,通过将等值线与图上的数值对应,可以直观地展示地理现象的分布情况。

在GIS领域,ArcGIS软件提供了克里金插值方法来生成等值线,并且可以对等值线进行标注,使得地图更加直观和易于理解。

克里金插值是一种常用的空间插值方法,它基于地理学中的克里金原理,通过对已知点的空间关系进行分析,推断未知点的数值。

在ArcGIS中,克里金插值可以通过“插值”工具来实现。

首先,我们需要将已知点的数据导入到ArcGIS中,这些数据可以是实测的地理现象数值,比如温度、降雨量等。

然后,选择插值方法为克里金,设置插值参数,如克里金模型类型、搜索半径等。

点击运行,ArcGIS会自动进行插值计算,生成一个栅格图层。

接下来,我们可以使用“等值线”工具将栅格图层转换为等值线图层。

在生成的等值线图层中,每条等值线代表一个数值,可以根据需要进行标注。

ArcGIS提供了多种等值线标注的方法,比如标注线上数值、标注线段的起始和终止数值等。

在标注过程中,我们可以根据地图的比例尺和显示效果进行调整,使得标注文字清晰可读。

此外,ArcGIS还支持对标注进行样式设置,可以调整字体、颜色、大小等属性,以满足不同的制图需求。

等值线标注在地理信息系统中具有广泛的应用。

例如,在气象领域,通过等值线标注可以直观地展示气温、降雨量等气象要素的分布情况,帮助人们了解气候变化和天气预报。

在地质勘探中,等值线标注可以用于展示地下水位、地下资源等分布情况,为资源开发提供参考。

在城市规划中,等值线标注可以显示地形起伏、地势高低等信息,为城市规划和土地利用提供依据。

使用ArcGIS进行克里金插值等值线标注有一些注意事项。

首先,插值结果的准确性和可靠性取决于已知点的数据质量和空间分布。

因此,在进行插值之前,我们应该对已知点的数据进行质量检查和处理,确保数据的可靠性。

其次,插值参数的选择也是影响结果的重要因素,需要根据具体情况进行合理设置。

ArcGIS教程:克里金法的工作原理(参考模板)

ArcGIS教程:克里金法的工作原理(参考模板)

ArcGIS教程:克里金法的工作原理克里金法是通过一组具有 z 值的分散点生成估计表面的高级地统计过程。

与插值工具集中的其他插值方法不同,选择用于生成输出表面的最佳估算方法之前,有效使用克里金法工具涉及 z 值表示的现象的空间行为的交互研究。

什么是克里金法?IDW(反距离加权法)和样条函数法插值工具被称为确定性插值方法,因为这些方法直接基于周围的测量值或确定生成表面的平滑度的指定数学公式。

第二类插值方法由地统计方法(如克里金法)组成,该方法基于包含自相关(即,测量点之间的统计关系)的统计模型。

因此,地统计方法不仅具有产生预测表面的功能,而且能够对预测的确定性或准确性提供某种度量。

克里金法假定采样点之间的距离或方向可以反映可用于说明表面变化的空间相关性。

克里金法工具可将数学函数与指定数量的点或指定半径内的所有点进行拟合以确定每个位置的输出值。

克里金法是一个多步过程;它包括数据的探索性统计分析、变异函数建模和创建表面,还包括研究方差表面。

当您了解数据中存在空间相关距离或方向偏差后,便会认为克里金法是最适合的方法。

该方法通常用在土壤科学和地质中。

克里金法公式由于克里金法可对周围的测量值进行加权以得出未测量位置的预测,因此它与反距离权重法类似。

这两种插值器的常用公式均由数据的加权总和组成:在反距离权重法中,权重λi 仅取决于预测位置的距离。

但是,使用克里金方法时,权重不仅取决于测量点之间的距离、预测位置,还取决于基于测量点的整体空间排列。

要在权重中使用空间排列,必须量化空间自相关。

因此,在普通克里金法中,权重λi 取决于测量点、预测位置的距离和预测位置周围的测量值之间空间关系的拟合模型。

以下部分将讨论如何使用常用克里金法公式创建预测表面地图和预测准确性地图。

使用克里金法创建预测表面地图要使用克里金法插值方法进行预测,有两个任务是必需的:•找到依存规则。

•进行预测。

要实现这两个任务,克里金法需要经历一个两步过程:•创建变异函数和协方差函数以估算取决于自相关模型(拟合模型)的统计相关性(称为空间自相关)值。

arcgis 克里金插值 实验步骤

arcgis 克里金插值 实验步骤

arcgis 克里金插值实验步骤克里金插值是地理信息系统(GIS)中常用的一种插值方法,用于根据已知点的空间分布和属性值来推断未知点的属性值。

在ArcGIS软件中,克里金插值是一个强大的空间分析工具,可以帮助用户更好地理解空间数据的分布规律。

在进行克里金插值实验之前,首先需要准备一些必要的数据和工具。

下面是在ArcGIS中进行克里金插值实验的具体步骤:1. 打开ArcGIS软件,并加载要进行插值的数据。

这些数据可以是点数据、线数据或面数据,其中点数据最为常用。

确保数据的属性字段中包含有用于插值的数值字段。

2. 确定插值的参数设置。

在ArcGIS中,克里金插值的参数包括插值方法、搜索半径、插值权重等。

根据实际情况,选择合适的参数值进行插值。

3. 打开“空间分析”工具箱,在“插值”工具集中选择“克里金插值”工具。

在弹出的参数设置对话框中,选择要插值的数据图层、插值字段和输出栅格数据的保存位置。

4. 设置克里金插值的参数。

根据实际情况,设置插值方法(如简单克里金、普通克里金、泛克里金等)、搜索半径、插值权重等参数值。

5. 运行插值分析。

点击“运行”按钮,ArcGIS将根据所设置的参数值进行克里金插值分析,并生成插值结果。

在插值结果中,可以看到未知点的预测值和插值的插值误差。

6. 分析插值结果。

查看插值结果的插值图和插值误差图,分析插值的精度和可靠性。

根据需要,可以对插值结果进行进一步的处理和分析。

通过以上步骤,您可以在ArcGIS中进行克里金插值实验,并得到插值结果。

克里金插值是一种常用的空间插值方法,可以帮助您更好地理解地理数据的分布规律,为地理分析和决策提供有力的支持。

希望以上步骤对您有所帮助,祝您实验顺利!。

ArcGIS克里金空间插值方法介绍

ArcGIS克里金空间插值方法介绍

谢 谢!
克里金插值法
5、打开ArcToolBox工具箱,点击“Spatial Analyst工具” “插值”双击“克里金法”
克里金插值法
6、输入点要素选“Sheet1$个事件”,Z值字段选一个要研 究的对象(这里选的Pb),点击“确定”,耐心等候
7、计算完成后,系统显示插值的结果如下
克里金插值法
克里金插值法
1、打开ArcMap 10
克里金插值法
克里金插值法
2、新建一个项目,调入几个已有图层当背景
克里金插值法
3、添加数据,找到“经仕铅业2014.xls”,双击,显 示“sheet1$”,选中,点击“添加”
克里金插值法
4、点击“文件”“添加数据”“添加XY数据(A)”, 数据表选“Sheet1$”,X字段选JD,Y字段选WD,Z字段 可不选,坐标系选WGS-1984,点击“确定”
8、显示的结果图很不好看,将结果图层按“拉伸”方式 显示,稍微好看一点了,这是按12个点进行插值的结果
克里金插值法
这是按24个点和48个点进行插值的结果,可以看出还是有 些结果,区别非常大的
克里金插值法
经过选用不同的参数进行插值的结 果来看,插值的样本越密,插值点数越 多,得到的插值结果图越光滑,可信度 越高,但运算量也越大
ArcGIS 几种空间插值方法介绍 克里金插值法
龚资林 2014.10.10
克里金插值法
基本思想:
克里金插值与IDW(反距离权重法)插 值的区别在于权重的选择,IDW仅仅将距 离的倒数作为权重,而克里金考虑到了空 间相关性的问题。它首先将每两个点进行 配对,这样就能产生一个自变量为两点之 间距离的函数。对于这种方法,原始的输 入点可能会发生变化。在数据点多时,结 果更加可靠。

ArcGIS克里金空间插值方法介绍

ArcGIS克里金空间插值方法介绍
8、显示的结果图很不好看,将结果图层按“拉伸”方式 显示,稍微好看一点了,这是按进行插值的结果,可以看出还是有 些区别的
克里金插值法
这是按固定搜索半径0.01和0.1进行插值的结果,区别非常大的
克里金插值法
经过选用不同的参数进行插值的结 果来看,插值的样本越密,插值点数越 多,得到的插值结果图越光滑,可信度 越高,但运算量也越大
克里金插值与idw反距离权重法插值的区别在于权重的选择idw仅仅将距离的倒数作为权重而克里金考虑到了空间相关性的问题
ArcGIS 几种空间插值方法介绍 克里金插值法
龚资林 2014.10.10
克里金插值法
基本思想:
克里金插值与IDW(反距离权重法)插 值的区别在于权重的选择,IDW仅仅将距 离的倒数作为权重,而克里金考虑到了空 间相关性的问题。它首先将每两个点进行 配对,这样就能产生一个自变量为两点之 间距离的函数。对于这种方法,原始的输 入点可能会发生变化。在数据点多时,结 果更加可靠。
克里金插值法
5、打开ArcToolBox工具箱,点击“Spatial Analyst工具” “插值”双击“克里金法”
克里金插值法
6、输入点要素选“Sheet1$个事件”,Z值字段选一个要研 究的对象(这里选的Pb),点击“确定”,耐心等候
7、计算完成后,系统显示插值的结果如下
克里金插值法
克里金插值法
谢 谢!
1、打开ArcMap 10
克里金插值法
克里金插值法
2、新建一个项目,调入几个已有图层当背景
克里金插值法
3、添加数据,找到“经仕铅业2014.xls”,双击,显 示“sheet1$”,选中,点击“添加”
克里金插值法
4、点击“文件”“添加数据”“添加XY数据(A)”, 数据表选“Sheet1$”,X字段选JD,Y字段选WD,Z字段 可不选,坐标系选WGS-1984,点击“确定”

ArcGIS教程:不同的克里金模型

ArcGIS教程:不同的克里金模型

克里金方法依赖于数学模型和统计模型。

通过添加包含概率的统计模型,可将克里金方法从空间插值的确定性方法中描述的确定性方法中分离岀来。

对于克里金法,您会将某种概率与预测值相关联;也就是说,这些值不能完全基于统计模型进行预测。

以在某一地区测得的氮值这一样本为例。

显然,即使样本很大,您也无法预测某个未测量位置处的准确氮值。

因此,您不但要尝试预测该值,而且还要评估预测的误差。

克里金方法依赖于自相关概念。

相关性通常被视为两种变量相关的趋势。

例如,股票市场在利率降低时倾向于上涨,所以称其为负相关。

但是,股票市场属于正向自相关,也就是说股票市场本身存在相关性。

股票市场中,相隔一天的两个值比相隔一年的两个值更加相似。

这与地理的基本原则相关,即距离较近的事物要比距离较远的事物更相似。

相关性衰减的比率可表示为距离的函数。

自相关是距离的函数。

这是地统计的定义功能。

在经典统计法中,假定观测值是独立的,也就是说观测值间不存在相关性。

在地统计中,使用空间位置的相关信息可以计算观测值间的距离并将自相关建模为距离的函数。

另请注意,股票市场通常随时间变化而上涨,其术语名词为趋势。

地统计数据中也有相同的项,它们用下面的简单数学公式来表示:Z(s)= 讥s) + £(s),其中,Z(s)是感兴趣变量,可分解成确定性趋势卩(s)和随机的自相关误差形式£(s)。

符号s仅标识位置;可将其视为包含空间x(经度)和y(纬度)坐标。

基于此公式的各种变形构成了不同克里金法的基础。

先看公式的右侧部分,然后再看公式的左侧部分。

无论模型中的趋势如何复杂,仍无法完全预测讥s)。

在这种情况下,需要对误差项£(s)做岀一些假设;即,您希望它们为0(通常情况)并且£ (s)与£(s + h)间的自相关不依赖于实际位置s,而仅依赖于两者之间的位移h。

这对于确保重复性以估算自相关函数很有必要。

例如,在下图中:假设由箭头连接的一对位置处的随机误差具有相同的自相关。

ArcGIS教程:地统计模型的组成

ArcGIS教程:地统计模型的组成

地统计(克里金法)模型包括多个组成部分:检查数据(分布、趋势、方向组成和异常值),计算经验半变异函数或协方差值,根据经验值拟合模型,生成克里金方程矩阵以及对其进行求解以为输出表面中的每个位置获取预测值及其关联误差(不确定性)。

计算经验半变异函数
与大多数插值法一样,克里金法基于距离越近的事物就越相似这一基本原则(此处量化为空间自相关)。

经验半变异函数是一种发掘这种关系的方法。

在距离上彼此接近的点对应比互相远离的点对差异小。

在经验半变异函数中可检查使这种假设成立的范围。

拟合模型
拟合通过用点定义可提供最佳拟合的模型(下图中的蓝线)来实现。

也就是说需要找出一条线,使每个点和这条线之间的加权平方差尽可能小。

这称为加权最小二乘拟合。

此模型量化数据中的空间自相关。

创建矩阵
克里金方程包含在依赖于测量采样位置和预测位置的空间自相关的矩阵和矢量中。

空间自相关值来自于半变异函数模型。

矩阵和矢量确定分配给搜索邻域中的每个测量值的克里金权重。

进行预测
根据测量值的克里金权重,软件对包含未知值的位置计算预测值。

ARCGIS插值方法原理

ARCGIS插值方法原理

ARCGIS插值方法原理ArcGIS是一款由Esri开发的地理信息系统软件,广泛应用于地理数据的管理、分析和可视化。

其中的插值方法是地理分析中常用的一项功能,用于根据已知点的属性值,在未知位置生成一个连续表面。

ArcGIS中提供了多种插值方法,每种方法都有其不同的原理和适用条件。

1.反距离加权插值(IDW):IDW基于已知点之间的距离和值的反比例关系,根据点与插值位置间的距离远近,对该点产生的影响进行加权。

使用IDW插值方法可以很好地反映空间上的变化趋势,但对于空间上的突变或极值点较为敏感。

2. 克里金插值(Kriging):克里金插值是一种基于空间自相关性的插值方法,它通过样点之间的空间变异关系来生成插值结果。

克里金插值通过对空间变异进行建模,包括指定模型类型(如指数、球状、高斯等)、样本点之间的距离和变异的两个参数(方差和对立半径)来生成插值结果。

克里金插值方法提供了可信度和置信度的评估结果。

3.三角不规则网络(TIN)插值:TIN插值使用已知点构建一种非规则三角网,然后在插值位置上的三角形中根据相对位置和值进行插值。

TIN插值适用于有许多峰谷和极端值的情况,可以很好地表示地形特征。

4.最邻近插值(NN):最邻近插值方法是通过找到最接近插值位置的最近邻已知点,将该点的值赋给插值位置,是一种简单而快速的插值方法。

然而,NN插值对于地理数据中的噪声敏感,并不能反映真实的空间变化。

除了上述常见的插值方法,ArcGIS还支持其他一些插值方法,如径向基函数(Radial Basis Functions)插值、全局多项式插值、兰德斯博格插值等,根据不同的数据特性和需要选择合适的插值方法。

插值方法的原理是基于已知点之间的关系的推算出缺失点的值。

这些方法的共同点是根据空间的连续性、相似性和相关性来推断未知点的值。

插值方法的选择要根据数据类型、数据点之间的关系以及预期结果的用途来决定。

需要考虑的因素包括数据的空间分布、站点分布的密度和均匀性、数据的变异性以及对结果准确性和可信度的要求。

arcgis克里金插值操作流程

arcgis克里金插值操作流程

arcgis克里金插值操作流程
克里金插值是一种基于变异函数理论和结构分析的线性、无偏插值,在地理信息和气象学方面有着广泛的应用,如进行空间高程的插值、气温的插值。

下面是ArcGIS克里金插值的详细操作流程:
1. 打开ArcMap,导入离散点坐标原始数据。

2. 右键菜单栏空白处打开地学统计分析Geostatistical Analyst。

3. 打开地学统计向导,选择“地学统计方法”中的克里金法,注意右侧值域的选择,此处为对高程Z插值,故选择高程Z。

4. 克里金又分为简单克里金、普通克里金和泛克里金(常用语不连续区域)等,对于连续的区域,选择普通克里金即可。

5. 点击下一步进入变异函数选择的部分,在窗口右侧模型中选择合适的变异函数模型,常见的有球函数,指数函数等,使得窗口左边的曲线与蓝点实现最佳拟合。

6. 点击下一步,等待计算完成。

7. 插值结果可以渲染图表示等高区域分布,符合实际情况。

以上信息仅供参考,建议查阅专业书籍或咨询专业人士以获取更多帮助。

arcgis克里金插值法原理

arcgis克里金插值法原理

克里金插值法(Kriging Interpolation)是一种用于空间数据插值的地统计学方法,常用于地理信息系统(GIS)软件如ArcGIS中。

它基于统计学原理,根据已知点的空间分布和变量值,预测未知位置的变量值。

以下是克里金插值法的基本原理:
1. 空间自相关性:克里金插值法的核心思想是假设同一地理区域内的点之间存在空间自相关性,即相邻点之间的变量值具有一定的关联性。

这意味着离得越近的点之间的变化趋势可能更相似。

2. 半变异函数:插值过程中使用了半变异函数(Semi-Variogram Function)来描述点之间的变异性。

半变异函数展示了不同距离下变量值之间的相关性或协方差。

这个函数可以帮助确定变量值在不同方向上的变异性和相关性。

3. 权重计算:在插值过程中,为了预测未知点的变量值,需要根据已知点的位置、变量值以及它们之间的空间关系来计算权重。

与离目标点距离近且变异性较小的点会得到较大的权重,而距离远或变异性大的点则得到较小的权重。

4. 插值预测:通过计算权重,将已知点的变量值加权平均,从而预测未知点的变量值。

权重的计算基于半变异函数和点之间的距离。

5. 交叉验证:为了评估插值的精度,通常会采用交叉验证方法。

该方法将已知数据分成训练集和测试集,通过对测试集进行插值并与真实值比较,评估克里金插值法的预测能力。

总之,克里金插值法通过考虑空间自相关性和半变异函数,利用已知点之间的关系来预测未知点的变量值。

这使得它在GIS等领域中广泛用于空间数据插值和预测。

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arcgis克里金插值等值线标注

arcgis克里金插值等值线标注

arcgis克里金插值等值线标注摘要:一、arcgis 简介1.1 arcgis 的定义1.2 arcgis 的主要功能二、克里金插值2.1 克里金插值的定义2.2 克里金插值的基本原理2.3 克里金插值的常用算法三、等值线标注3.1 等值线的定义3.2 等值线标注的意义3.3 等值线标注的方法四、arcgis 克里金插值等值线标注操作步骤4.1 准备工作4.2 克里金插值4.3 等值线标注4.4 结果分析正文:一、arcgis 简介ArcGIS 是由美国环境系统研究所(Esri)公司开发的一款地理信息系统(GIS)软件。

它具有丰富的功能,可以用于数据采集、管理、分析和可视化等方面,广泛应用于城市规划、环境保护、资源管理和国土监测等领域。

1.1 arcgis 的定义ArcGIS 是一个集成了多种功能模块的GIS 软件平台,包括了数据采集、编辑、管理、分析和可视化等功能。

它不仅可以用于处理地理空间数据,还可以用于制作地图、分析空间关系和模拟地理过程等。

1.2 arcgis 的主要功能ArcGIS 的主要功能包括:数据采集与编辑、空间分析、地图制作、可视化、数据库管理、网络分析、地理处理、三维分析等。

二、克里金插值克里金插值(Kriging Interpolation)是一种常用的插值方法,它是一种基于最小二乘原则的插值方法。

2.1 克里金插值的定义克里金插值是一种以最小二乘原则为基础的空间插值方法,它通过计算待插点周围相邻点之间的协方差,来预测待插点的值。

2.2 克里金插值的基本原理克里金插值的基本原理是通过计算待插点周围相邻点之间的协方差,来预测待插点的值。

arcgis克里金插值法计算面平均

arcgis克里金插值法计算面平均

arcgis克里金插值法计算面平均克里金插值法是一种用于空间插值的方法,它通过已知点的观测值来推断未知位置的值。

在地理信息系统(GIS)中,克里金插值法通常用于生成光滑的表面,如高程、温度等,以便进行空间分析和决策制定。

克里金插值法基于以下两个基本假设:1.空间变量的值在其邻近点之间是连续的,即值在空间上有一定的相关性。

2.变量值之间的差异在不同方向上具有不同的空间变化模式。

克里金插值法主要通过以下步骤来计算面平均值:1.收集样本数据:首先需要收集在目标区域内的样本数据,包括观测点的位置和相应的变量值(例如高程)。

这些样本数据用于将来的插值计算。

2.可变性分析:通过分析样本数据的变异性,确定合适的插值模型。

常见的方法包括半方差函数和变异函数,它们描述了样本数据的空间自相关性。

3.确定插值参数:插值模型的参数包括半方差函数的模型类型、参数范围等。

这些参数的选择对插值结果有很大的影响。

常见的半方差函数模型有指数模型、球状模型和高斯模型。

4.插值计算:利用所选的半方差函数模型和参数,根据观测点的位置和变量值来推断未知位置的变量值。

这一步骤主要是根据已知点的距离和空间关系来计算未知点的值。

5.验证和改进:通过将插值结果与实际测量值进行对比,并进行交叉验证和误差分析,以验证和改进插值模型的准确性。

6.生成面平均:利用插值结果来生成整个区域的表面,即根据插值结果计算面的平均值。

面平均可用于生成等值线、表面渲染等空间分析和可视化。

需要注意的是,克里金插值法的计算结果受多种因素的影响,包括样本点的分布密度、插值模型的选择和参数设置等。

因此,在使用克里金插值法进行面平均计算时,需要结合实际情况进行灵活调整和验证。

克里金插值法在GIS中有广泛的应用,特别是在地质、环境、农业、城市规划等领域。

它可以帮助分析人员在数据稀疏或无法测量的区域推断出未知位置的值,从而更好地理解和解释空间数据。

同时,对于面平均等需要对连续空间变量进行汇总计算的应用,克里金插值法提供了一种有效的工具。

arcgis克里金插值核函数

arcgis克里金插值核函数

arcgis克里金插值核函数
克里金插值是一种空间插值技术,它利用已知点的值来估计未知点的值。

在克里金插值中,核函数是用来计算已知点与未知点之间的空间关系和权重的函数。

核函数的选择对于插值结果具有重要影响,常见的核函数包括球型核函数、高斯核函数、指数核函数和线性核函数等。

球型核函数是克里金插值中常用的一种核函数,它假设插值点周围的值受到的影响范围是一个以插值点为中心的圆球。

球型核函数的权重随着距离的增加而逐渐减小,距离越远,权重越小。

这种核函数适用于插值点周围的值受到距离较近点的影响更大的情况。

高斯核函数在克里金插值中也经常被使用,它假设插值点周围的值受到的影响是一个以插值点为中心的圆形区域,但与球型核函数不同的是,高斯核函数的权重随着距离的增加呈现出指数下降的趋势,距离越远,权重下降得越快。

这种核函数适用于插值点周围的值受到距离较近点的影响更为显著的情况。

指数核函数和线性核函数也是克里金插值中常见的核函数,它们分别适用于不同类型的空间关系和权重计算。

在实际应用中,根
据数据的空间特征和插值的要求,选择合适的核函数对于获得准确的插值结果至关重要。

总之,核函数在克里金插值中扮演着计算权重和空间关系的重要角色,不同的核函数适用于不同的空间关系和权重计算,选择合适的核函数是保证插值结果准确性的关键之一。

ArcGIS教程:几种克里金法的概述

ArcGIS教程:几种克里金法的概述

ArcGIS教程:几种克里金法的概述1、普通克里金法普通克里金法假设模型为Z(s) = µ + ε(s)其中,µ 是一个未知常量。

对于普通克里金法,我们所关心的主要问题之一就是对常量平均值的假设是否合理。

有时有很充分的科学依据来拒绝该假设。

不过,作为一种简单的预测方法,它具有显著的灵活性。

下图所举的是处于某一空间维度中的示例:从图上看,数据好像是从山谷或山体的线横断面中采集的高程值。

而且,好像数据在左侧变化更显著,而在右侧则变得更平滑。

事实上,该数据是在平均值µ 为常量的情况下基于普通克里金法模型模拟得到的。

虚线给出的是平均值,该平均值是是真值但是是未知的。

因此,普通克里金法可用于似乎带有某种趋势的数据。

单凭数据无法确定已观测到的模式是否是自相关(µ 为常量的情况下,在误差ε(s) 之间)或趋势(µ(s) 随 s 变化)所造成的。

普通克里金法可以使用半变异函数或协方差(用于表达空间自相关的数学形式),使用变换和移除趋势,还允许测量误差。

2、简单克里金法简单克里金法假设模型为:Z(s) = µ + ε(s)其中,µ 是已知常量例如,下图中使用的数据与普通克里金法和泛克里金法概念介绍中所使用的数据相同,观测数据以实心圆的形式给出:虚线表示的已知常量为µ。

这点可以与普通克里金法进行比较。

对于简单克里金法,因为假设确切已知µ,那么也确切已知数据位置上的ε(s)。

对于普通克里金法,如果估算了µ,那么也会估算ε(s)。

如果已知ε(s),可以比估算ε(s)时更好地估算自相关。

通常,已知确切平均值µ 的假设是不现实的。

但是,有时候,假定一个基于物理的模型能够给出已知趋势却是有意义的。

由此可以使用模型和观测值的差值(称为残差),并且假设残差中的趋势已知为零,可以在残差上使用简单克里金法。

简单克里金法可以使用半变异函数或协方差(用于表达自相关的数学形式)和变换,并且允许测量误差。

ARCGIS克里金插值法

ARCGIS克里金插值法

1、mapgis转化arcgis打开mapgis 文件转换装入点---输出shape文件输出shape文件另存2、arcgis克里金插值a、载入文件打开arcmap载入点文件载入后右击---join and relates——join点Ok右击—data---export data另存—ok 提示是否载入点击是删除原来的shape文件,使用新保存的这个B、添加区域框()就是边界还可以直接添加一些已转换为shape的现状地物另存后点ok为所需要成区的范围线(必须保证无拓扑错误,可在mapgis 中检查,其实在mapgis 中若是有相应的区文件 可以直接转换shape 成的区用于后期剪裁)分析范围——-----options上下左右要调整这个范围就是生成的光栅图的范围C、分析数据(插值到光栅)--interpolate to raster ----其中为分辨率为分析对象保存位置和名字D、进行重新分级-----------classify-------分级后点ok 保存路径如果需要,转化成光栅——————-----convert----分多少级分级临界值切割以上是切割光栅文件 切割为一个整体统一颜色的 如果需要彩色图 可以用双击该图---symbology---categories —unique values---value field —GRIDCDDE?—修改颜色若是直接裁剪彩色文件 是在分级后对分级之后的文件直接用要切的范围框 就是那个区保存路径切完得到修饰后即可出图这是出图模式从上到下依次是标题、图例、指北针、比例尺出图横向出图,存为jepg即可(注:专业文档是经验性极强的领域,无法思考和涵盖全面,素材和资料部分来自网络,供参考。

可复制、编制,期待你的好评与关注)。

arcgis中克里金插值法的步骤

arcgis中克里金插值法的步骤

arcgis中克里金插值法的步骤嘿,朋友们!今天咱来聊聊 ArcGIS 中克里金插值法那些事儿。

啥是克里金插值法呢?简单来说,就像是给数据织一张密密的网,让那些没数据的地方也能有个靠谱的估计值。

那这克里金插值法到底咋弄呢?听我慢慢道来哈。

首先,你得有一堆数据点吧,就像拼图的小块儿。

这些数据点可重要了,它们是基础呀!然后呢,要对这些数据进行分析,看看它们的分布情况,是集中呢还是分散呢?这就好比你要了解一群人的分布特点一样。

接下来,就要选择合适的模型啦。

这就跟你挑衣服似的,得选适合的款式和尺码。

不同的模型有不同的特点,要根据数据的实际情况来选哦。

选好了模型,就开始计算啦!这计算过程可有点像解方程,要一步一步来,不能着急。

在这个过程中,电脑就像个聪明的小助手,帮你算出那些关键的数据。

算完了,你就得到了一个插值结果。

哇塞,就好像变魔术一样,那些没数据的地方也有值啦!不过可别高兴得太早,还得检查检查这个结果靠不靠谱呢。

你想想,要是随随便便就弄出来个结果,那能行吗?就像你做饭,
不认真做能好吃吗?
再说说这克里金插值法的好处吧。

它能让你的数据变得更完整,更
有参考价值。

就好比给一幅画添上了缺失的色彩,让它变得更加生动。

而且哦,它在很多领域都能用得上呢!比如地理呀、环境呀等等。

就像一把万能钥匙,可以打开很多知识的大门。

总之呢,ArcGIS 中的克里金插值法是个很实用的工具,但要想用
得好,可得认真对待每一个步骤哦!别马虎,别偷懒,这样才能得到
准确又有用的结果呀!大家都学会了吗?哈哈!。

arcgis 克里金原理

arcgis 克里金原理

arcgis 克里金原理摘要:一、ArcGIS 简介二、克里金插值法的基本原理三、ArcGIS 中克里金插值法的应用四、克里金插值法的优缺点分析五、总结正文:ArcGIS 是一款由美国环境系统研究所(Esri)公司开发的地理信息系统软件,广泛应用于地图制作、数据分析、空间建模等领域。

在ArcGIS 中,克里金插值法是一种常用的空间数据分析工具,可以用于插值、拟合和预测等任务。

克里金插值法(Kriging Interpolation)是一种基于最小二乘法的插值方法,它的基本原理是寻找一个最佳函数来描述数据点之间的关系。

这个函数被称为克里金多项式,可以通过最小化数据点与克里金多项式之间的误差平方和来求解。

在ArcGIS 中,克里金插值法可以通过“Spatial Analyst T ools”工具箱中的“Interpolate”工具来实现。

在ArcGIS 中,克里金插值法的应用广泛,例如在土地利用、土壤侵蚀、地下水位、气象数据等方面都有涉及。

以土地利用为例,通过克里金插值法可以预测不同土地利用类型在空间上的分布,为土地资源管理和规划提供科学依据。

克里金插值法具有以下优点:1.适用于各种空间数据类型,如点、线、面等;2.可以处理缺失值和噪声数据;3.考虑了空间数据的变异性和相关性;4.生成的插值表面具有较高的精度和稳定性。

然而,克里金插值法也存在一定的局限性:1.计算复杂度较高,对计算资源需求较大;2.对于具有复杂空间特征的数据,克里金插值法的效果可能不佳;3.克里金插值法假设数据点之间的空间关系是线性的,对于非线性关系的数据,可能需要采用其他插值方法。

综上所述,ArcGIS 中的克里金插值法是一种强大的空间数据分析工具,在许多应用场景中都能发挥重要作用。

arcgis克里金插值等值线标注

arcgis克里金插值等值线标注

arcgis克里金插值等值线标注摘要:1.ArcGIS克里金插值介绍2.克里金插值原理与应用3.等值线标注方法与步骤4.插值结果的可视化与分析正文:ArcGIS是一款强大的地理信息系统软件,其中克里金插值(Kriging Interpolation)是一种常用的空间数据插值方法。

本文将详细介绍ArcGIS克里金插值的原理、应用,以及如何进行等值线标注,最后对插值结果进行可视化和分析。

一、ArcGIS克里金插值介绍克里金插值是一种基于统计学的空间插值方法,它通过利用已知的样本点数据,估算未知的空间位置值。

ArcGIS中的克里金插值工具可以根据不同的数据类型和需求,生成不同类型的插值结果,如栅格数据、点数据等。

二、克里金插值原理与应用克里金插值原理主要基于变异函数理论和最小二乘法。

变异函数描述了空间数据在不同距离上的变化规律,而最小二乘法则用于求解最佳拟合参数。

在ArcGIS中,克里金插值应用于各种领域,如土壤侵蚀、矿产资源预测、气象数据重建等。

三、等值线标注方法与步骤1.准备数据:首先,需要准备好克里金插值所需的样本点数据和相应的属性值。

这些数据可以是栅格数据、点数据或线数据等。

2.创建表面:在ArcGIS中,利用克里金插值工具生成插值表面。

可以根据需求选择不同的插值类型,如普通克里金插值、简单克里金插值等。

3.提取等值线:利用ArcGIS的等值线提取工具,根据插值表面的数值范围和间隔,提取等值线。

4.标注等值线:在提取的等值线上添加标注,如数值、图例等。

可以通过ArcGIS的标注工具或Python脚本实现。

四、插值结果的可视化与分析1.插值结果可视化:利用ArcGIS的图层功能,将插值表面、等值线和标注等数据进行可视化展示。

2.插值结果分析:通过ArcGIS的属性查询、统计分析等功能,对插值结果进行进一步分析,如空间分布特征、趋势分析等。

总之,ArcGIS克里金插值是一种实用且广泛应用于地理信息系统领域的空间插值方法。

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ArcGIS教程:几种克里金法的概述
1、普通克里金法
普通克里金法假设模型为
Z(s) = µ + ε(s)
其中,µ 是一个未知常量。

对于普通克里金法,我们所关心的主要问题之一就是对常量平均值的假设是否合理。

有时有很充分的科学依据来拒绝该假设。

不过,作为一种简单的预测方法,它具有显著的灵活性。

下图所举的是处于某一空间维度中的示例:
从图上看,数据好像是从山谷或山体的线横断面中采集的高程值。

而且,好像数据在左侧变化更显著,而在右侧则变得更平滑。

事实上,该数据是在平均值µ 为常量的情况下基于普通克里金法模型模拟得到的。

虚线给出的是平均值,该平均值是是真值但是是未知的。

因此,普通克里金法可用于似乎带有某种趋势的数据。

单凭数据无法确定已观测到的模式是否是自相关(µ 为常量的情况下,在误差ε(s) 之间)或趋势(µ(s) 随 s 变化)所造成的。

普通克里金法可以使用半变异函数或协方差(用于表达空间自相关的数学形式),使用变换和移除趋势,还允许测量误差。

2、简单克里金法
简单克里金法假设模型为:
Z(s) = µ + ε(s)
其中,µ 是已知常量
例如,下图中使用的数据与普通克里金法和泛克里金法概念介绍中所使用的数据相同,观测数据以实心圆的形式给出:
虚线表示的已知常量为µ。

这点可以与普通克里金法进行比较。

对于简单克里金法,因为假设确切已知µ,那么也确切已知数据位置上的ε(s)。

对于普通克里金法,如果估算了µ,那么也会估算ε(s)。

如果已知ε(s),可以比估算ε(s)时更好地估算自相关。

通常,已知确切平均值µ 的假设是不现实的。

但是,有时候,假定一个基于物理的模型能够给出已知趋势却是有意义的。

由此可以使用模型和观测值的差值(称为残差),并且假设残差中的趋势已知为零,可以在残差上使用简单克里金法。

简单克里金法可以使用半变异函数或协方差(用于表达自相关的数学形式)和变换,并且允许测量误差。

3、指示克里金法
指示克里金法假设模型为
I(s) = µ + ε(s),
其中,µ 是一个未知常量,I(s) 是一个二进制变量。

二进制数据的创建可利用连续数据的阈值实现,或者观测数据可以为 0 或 1。

例如,假设存在一个由某点是否为森林栖息地或非森林栖息地的相关信息组成的样本,则其中二进制变量用来指示这两种类别。

使用二进制变量时,指示克里金法的处理过程与普通克里金法相同。

在下图中,已使用了解阈值中介绍的阈值将数据转换为二进制值。

用空心方块给出了观测的二进制数据。

虚线表示所有指示变量的未知平均值,即µ。

可以将这一点与普通克里金法进行比较。

在使用普通克里金法时,假设ε(s) 是自相关的。

请注意,因为指示变量为 0 或1,所以插值结果将位于 0 和 1之间,而且基于指示克里金法的预测可解释为变量是 1 的概率或属于 1 所指示的类别的概率。

如果创建指示变量时使用了阈值,则生成的插值地图会显示超出(或低于)阈值的概率。

通过选择多个阈值可以为同一数据集创建多个指示变量。

在本例中,一个阈值创建主要指示变量,而另一个指示变量则用作协同克里金法中的次要变量。

指示克里金法可使用半变异函数或协方差,它们都是用于表达自相关的数学形式。

4、概率克里金法
概率克里金法假设模型为
I(s) = I(Z(s) > ct) = µ1 + ε1(s) Z(s) = µ2 + ε2(s),
其中µ1 和µ2 为未知常量,I(s) 是通过使用阈值指示 I(Z(s) > ct) 创建的二进制变量。

请注意,现在有两种类型的随机误差:ε1(s) 和ε2(s),因此它们各自存在自相关,并且它们之间存在互相关。

概率克里金法要实现指示克里金法相同的功能很吃力,而使用协同克里金法进行尝试则可更好地实现。

例如,在下图中普通克里金法、泛克里金法、简单克里金法和指示克里金法概念使用相同的数据,请注意标注为Z(u=9) 的基准的指示变量为 I(u) = 0,标注为 Z(s=10) 的基准的指示变量为 I(s) = 1。

如果要预测它们中间的位于 x 坐标 9.5 处的值,单独使用指示克里金法将给出接近 0.5 的预测值。

但是,可以看出Z(s) 刚好高于阈值,而 Z(u) 却远低于阈值。

因此,有理由相信位置 9.5 处的指示预测值应该小于 0.5。

概率克里金法尝试利用原始数据中除二进制变量之外的其他信息。

但是,这也存在一些
代价。

必须要进行更多的估算,包括估算每个变量的自相关和互相关。

然而,每次估算未知的自相关参数时,都会引入更多的不确定性,因此概率克里金法可能不值得付出额外努力。

概率克里金法可以使用半变异函数或协方差(用于表达自相关的数学形式)、交叉协方差(用于表达互相关的数学形式)和变换,但是不允许测量误差。

5、析取克里金法
析取克里金法假设的模型为
f(Z(s)) = µ1 + ε(s),
其中,µ1 是一个未知常量,f(Z(s)) 是 Z(s) 的一个任意函数。

请注意,您可以写成 f(Z(s)) = I(Z(s) > ct),这样,指示克里金法就成为析取克里金法的一种特殊情况。

在 Geostatistical Analyst 中使用析取克里金法时,您既可预测值本身,也可预测指示器。

在 Geostatistical Analyst 中,提供的 g(Z(s0)) 函数其实就是 Z(s0) 本身和 I(Z(s0) > ct)。

一般来说,相比普通克里金法,析取克里金法可以做更多事情。

尽管回报更丰厚,但成本也更高。

析取克里
金法要求接受二元正态分布假设和fi(Z(si)) 函数的近似值;但是很难对假设进行验证,而且从数学和计
算角度来看,解决方案都很复杂。

析取克里金法可使用半变异函数或协方差(用于表达自相关的数学公式)以及变换,但是它不允许出现
测量误差。

6、协同克里金法
协同克里金法使用多种变量类型的信息。

主要的感兴趣变量是 Z1,可利用 Z1 的自相关性和 Z1 与所有其他变量类型间的互相关性进行更好的预测。

使用其他变量的信息进行预测固然很好,但也有其弊端。

协同克里金法需要进行更多的估计,包括估计每一变量的自相关性以及所有的互相关性。

从理论上讲,克里金法最保险,因为即使没有互相关性,也可以对Z1 的自相关性进行估计。

但是,每一次对未知自相关参数进行估计都会产生更多的变化,从而使得为获得精确性作出的努力得不偿失。

普通协同克里金法对模型做了假设
Z1(s) = µ1 + ε1(s) Z2(s) = µ2 + ε2(s),
其中,µ1 和µ2 为未知常量。

请注意,此时存在两种类型的随机误差,ε1(s) 和ε2(s),因此,它们各自具有自相关性且两者之间存在互相关性。

同普通克里金法一样,普通协同克里金法尝试对 Z1(s0) 进行预测,但是为了使预测更精确,还使用了协变量 Z2(s) 中的信息。

例如,下图中的数据与普通克里金法使用的数据相同,只是在此处额外添加了另外一个变量。

请注意,数据 Z1 和 Z2 具有自相关性。

还应注意,当 Z1 低于其平均值µ1 时,Z2 往往会高于其平均值µ2,反之亦然。

因此,Z1 和 Z2 具有负的互相关性。

在本例中,每一位置 s 都有对应的 Z1(s) 和Z2(s);但这是不必要的,每一变量类型都可以具有其自身独特的一组位置。

主要的感兴趣变量是 Z1,自相关性和互相关性都用来进行更好的预测。

其他协同克里金法 - 泛协同克里金法、简单协同克里金法、指示协同克里金法、概率协同克里金法和析取协同克里金法 - 为上述方法的扩展方法,适用于有多个数据集的情况。

例如,可通过以下方式实现指示协同克里金法:为数据使用多个阀值,而后使用每个阀值的二进制数据来预测主要感兴趣的阀值。

因此,指示协同克里金法与概率克里金法类似,但前者对异常值和其他不稳定数据敏感度较低。

协同克里金法可以使用半变异函数或协方差(用于表示自相关性的数学形式)、互协方差(用于表示互相关性的数学形式)和变换以及趋势移除;并在执行普通协同克里金法、简单协同克里金法或泛协同克里金法时允许存在测量误差。

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