Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Аналіз радіаційного забруднення засобами геоінформаційної системи

Метод Крігінг (Kriging)

Метод Крігінг - це статистичний метод обчислення кореляції зміряних точок за допомогою варіографії. При розрахунку невідомого значення чарунки найближчим зміряним точкам привласнюється вага, залежна від їх розподілу навколо чарунки, що розраховується, і використовується модель, підібрана за допомогою варіографії.

SpatialAnalyst пропонує два методи крігінга: звичайний (ординарний) і універсальний.

Ординарний Крігінг

Ординарний Крігінг - це найзагальніший і широко використовуваний з методів Крігінга. Він заснований на припущенні, що постійне середнє значення невідоме. Це розумне припущення, якщо немає ніякої причини припускати зворотне.

Універсальний крігінг

Універсальний Крігінг припускає, в даних є тенденція до домінування певних значень (наприклад, пануючий вітер), і його можна змоделювати за допомогою детерміністичної або поліноміальної функції. Цей поліном віднімається з початкових значень вимірювань, і автокореляція моделюється по випадкових помилках. Коли до випадкових помилок підібрана модель, перед обчисленнями поліном додається назад до передбачуваних значень, щоб вийшов осмислений результат.

Методи інтерполяції обернено зваженої відстані (IDW) і Сплайна (розглянуті раніше) називають детерміністичними методами інтерполяції, оскільки вони безпосередньо спираються на навколишні зміряні значення або на задані математичні формули, що визначають гладкість підсумкової поверхні. Друга група методів інтерполяції складається з геостатистичних методів (таких, як Крігінг), заснованих на геомоделях, включаючих самокореляцію (статистичний взаємозв'язок між зміряними точками). Тому така технологія дозволяє не тільки одержати розрахункову поверхню, але також визначити значення точності або достовірності розрахунку.

Крігінг схожий на IDW у тому, що він враховує вагу навколишніх зміряних значень для того, щоб визначити розрахункове значення для чарунки, в якій не було даних. Загальна формула для обох інтерполяцій є підсумовуванням даних з урахуванням ваги:

де Z(si) - зміряне значення в чарунці i;

лi - невідома вага зміряного значення чарунки i;

s0 - розташування чарунки, для якої обчислюється прогноз;

N - число зміряних значень.

У IDW вагу, лi, залежить тільки від відстані від оцінюваної чарунки.

Проте в Крігінгє вагу залежить не тільки від відстані між окремою точкою вимірювання і точкою обчислення, але також від загального просторового розподілу точок вимірів. Для обліку просторового розподілу при призначенні ваги необхідно обчислити автокореляцію. Так, в звичному крігінгє вага, лi, залежить від моделі узгодження точок вимірів, відстані до оцінюваної точки і просторового розподілу точок вимірів навколо оцінюваної точки.

Для розрахунків по методу Крігінга необхідне наступне:

  • 1 - потрібно виявити правила залежності;
  • 2 - обчислити передбачуване значення.

Для вирішення цих задач Крігінг виконує двокроковий процес: (1) створюються варіограмми і коваріаційні функції для оцінки значень статистичних залежностей (званих просторовою автокореляцією), які залежать від моделі автокореляції (моделі узгодження), і (2) визначаються передбачувані значення порожніх чарунок. Через таке явне розділення задачі на дві говорять, що Крігінг використовує дані двічі: перший раз для оцінки просторової автокореляції даних і другий раз для обчислювання значень.

Також можна визначити вагу точок вимірювань за допомогою конфігурації діючих значень в межах заданої околиці навколо оцінюваної точки по моделі, відповідній полуваріограммі. По значеннях і вагах обчислюється вірогідне значення в оцінюваній чарунці.

SpatialAnalyst пропонує два типи околиці: фіксовану і змінну.

Фіксований радіус пошуку

Фіксований радіус пошуку визначається відстанню і мінімальною кількістю точок. Відстань визначає радіус околиці (у одиницях вимірювання карти). Величина радіусу постійна, тому для всіх інтерпольованих осередків кругова околиця пошуку точок однакова. Мінімальна кількість точок визначає мінімальне число точок, яке необхідне знайти в заданій околиці. При обчисленні значення осередку будуть використані всі точки вимірів, що потрапили в задану околицю. Якщо точок в околиці менше заданого мінімуму, радіус пошуку буде розширений, поки не вдасться знайти необхідну кількість точок. Заданий фіксований радіус пошуку буде застосований до кожного інтерпольованої чарунки (центру чарунки) в досліджуваній області. Таким чином, якщо точки вимірів розподілені нерівномірно, ймовірно, в заданій околиці різних чарунок опиниться різна кількість точок вимірів.

Змінний радіус пошуку

При використовуванні змінного радіусу пошуку задається кількість точок, що беруть участь в обчисленні значення інтерпольованої чарунки, тому радіус пошуку для кожної чарунки індивідуальний і залежить від того, як далеко від кожної чарунки вдається знайти задане число точок. Таким чином, одні околиці будуть маленькими, а інші - великими, залежно від частоти точок вимірів в районі інтерпольованої чарунки. Можна задати максимальну відстань (у одиницях вимірювання карти), яку пошук не повинен перевищувати. Якщо радіус певної околиці досягає максимальної відстані, обчислення значення цієї чарунки буде виконане на основі тієї кількості точок, яка опинилася в околиці максимального радіусу.

Побудова поверхні методом Крігінг тематичного шару «Точки Радіації» по мінімальних значеннях

Рисунок 2.6.1 - Побудова поверхні методом Крігінг тематичного шару «Точки Радіації» по мінімальних значеннях

Проаналізувавши методи побудови поверхонь, можна зробити висновок, що найбільш підходящим для тематичного шару «Точки Радіації» є метод обернено зважених відстаней (IDW), тому що вплив значення зміряної змінної убуває у міру збільшення відстані від точки виміру.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ
Аналіз радіаційного забруднення засобами геоінформаційної системи
Вступ1. Загальна частина роботи1.1 Характеристика Харківської області1.1.1 Фізико - географічні характеристики області1.1.2 Геологічні умови території Харківської області1.1.3 Корисні копалини в Харківській області1.1.4 Промисловість Харківської області1.2 Вплив радіації на живі організми, види та одиниці виміру1.3 Аналіз радіаційного фону Харківської області1.4 Прилади для вимірювання радіаційного фону1.4.1 Загальні відомості про дозиметри1.4.2 РКСБ-104 дозиметр-радіометр1.4.3 Радіометр РКС-01 "СТОРА"1.4.4 Дозиметр-радіометр МКС-05 "ТЕРРА-П"1.4.5 Радіометр бета-гама випромінювання РКС-20.03 "Прип'ять"1.4.6 Прилад радіаційної розвідки ДП-52. Спеціальна частина роботи2.1 Створення карти для Веб-ГІС2.2 Створення базових наборів даних радіаційного забруднення міського середовища2.3 Створення і проектування просторової бази даних2.4 Обробка даних радіаційного забруднення міського середовища методами та засобами SpatialAnalyst і GeostatisticalAnalyst2.4.1 Створення растру шляхом інтерполяції за допомогою SpatialAnalyst2.5 Метод обернено зважених відстаней (IDW)2.5 Метод Сплайн (Splin)2.6 Метод Крігінг (Kriging)2.7 Адреси території Харківської області, що були досліджені2.8 Методика вимірювання радіаційного фону2.9 Результати вимірів іонізуючих випромінювань від будівельних і оздоблювальних матеріалів будинків у м. Харків3. Охорона праці в приміщенні лабораторії3.1 Загальна характеристика системи охорони праці на підприємстві3.2 Характеристика об'єкта дослідження3.3 Аналіз небезпечних та шкідливих факторів, що впливають на людину у приміщенні3.4 Заходи з охорони праці в лабораторії3.4.1 Освітлення в лабораторії3.4.2 Характеристика шуму в приміщенні лабораторіїВисновкиСписок використаних джерел