《克里金方法内插生成高程曲面.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《克里金方法内插生成高程曲面.docx（29页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、杭州师范大学Hangzhou Normal Un ive rsity GIS分析与建模实验报告学院班级：理学院地信141实验名称：克里金方法内插值生成高程曲面学生姓名：赵文彪学生学号：2014212425授课老师：胡潭高提交日期：2016年11月24日目录1 实验目的 32 实验要求 33 实验步骤 33.1 数据准备与模块启用 33.2 子集要素 43.3 正态分布检测 53.4 趋势分析检测 73.5 克里金插值与精度评价（泛克里金插值） 83.6 克里金插值结果 123.7 jyg图层的符号化 123.8 插值结果转栅格 133.9 栅格符号化 153.10 总结 173.10.1 子集
2、要素的选择对插值结果的影响 173.10.2 泛克里金趋势剔除理解 203.11 附加题 203.11.1 使用简单克里金插值 201实验目的通过熟练掌握并理解统计模块里的六中克里金插值方法，原理和过程，体会在具体应用中的适用性。2实验要求根据数据特征，至少选用一种克里金插值方法内插生成高程曲面，并分析对于此例，该方法的适用性3实验步骤3.1 数据准备与模块启用启用地理统计模块Geo database HistoryGfrometric Network EditingGeo referencingGeo statistical AnalystGPSGraphics3.2 子集要素Gecstat
3、istieal Analyst * XGeostatistical AnalystrlrExplore Data。Gee statistical Wizard.* Subset Feature?.Subset FeaturesCreates a validation model by subduing ihe dataQ Tut。ridGeo 5ta输入要素jyg ,选择训练的子集要素和测试的子集要素的输出路径，选择训练子集要数所占总要数的比例：80 (80%),其他默认。单击OK。训练要素（黑色）和测试要素（红色）分布图3.3正态分布检测按图找到直方图统计工具，查看数据是否符合正太分布。注：
4、统计源为上一步的训练数据，不是原始数据和测试数据。Trarstrnialicn; Nene丁Data R整品评Laitrihjtv1;泗Jr&EglW SFAKON直方图统计QQ正态图工具I GeoslatislicdlHicrogr3mNwrnal QQPlolVoronoi Map，& GesMthtiml Wmwdii 审 ufaset l-esturesin.a Gccstdtiftical Anaiyrt Help 此 TkAoralTrend AnalysisSemivi rw g ri m/c ovi riCloudGeneral QQPlctCrc6seo-valance Cl
5、oud正态QQ图由以上两个统计图，得到数据分布符合正态分布的假设，不需要进行数据变换。3.4趋势分析检测按图找到趋势分析工具Geo statistical Analyst XGeostatistieal Analyst*0Explore Dat甘Geostatistical Wizards忠 Sub-set Featur&s. Geostatistical Analyst Help TutorialHistogramNormal QQPlotVprcjnoi M叩Trnd AnalysisSemivariogrenn/CoYariarrce ClcudGeneral QQPIotOosscDv
6、ariance CloudR.?!atwn 人 peiLsuhE 0, -30 l-hr aar-al: SJa 汨 ttallLT卜图为趋势分析的结果图，南北方向具有微弱的趋势（蓝线），而东西方向具有明显的bo LxKLIUl5 力幅 of Grid br* E liietranny 1* 5TiTim趋势分析结果图3.5克里金插值与精度评价(泛克里金插值)按照下图找到地理统计导向工具Geo5tatistlcal AnaGeostati?tical Analyst ”Explore Djtd0 Geo statistical Wizard.:打 Subset Features,.Geo st
7、atistical AnaJyst HelpTutorisl按图选择插值方法 Kring/CoKinging ,右边的数据集为训练数据，字段为默认。克里金的类型选择泛克里金，并进行趋势剔除( Order of trend removal 为First)趋势剔除示意图卜图为半变异/协方差建模图，将 Number of Lag设为10 （在设置分组时，尽量保持每组的样本数大于10)搜索领域图交叉验证结果图，显示了对模型的评价，发现 Number of Lag设为10的精度较好。符合以下模型是最优的，标准平均值最接近于0,均方根最小，平均值误差最接近于均方根误差，平均标准误差最接近于1。Ge0式at
8、ktiml wizard - Kriging step 6 of ft - Cross ValidationX克里金插值方法参数报表3.6 克里金插值结果3.7 jyg图层的符号化找到iyg的属性，找符号化界面，参数如下Layer PropertiesLab elJoins & RelatsTimeHTML PopupGen?raSourceSelectionDuplaySyrr bo ogyFieldsDefinitien QueryShow:Feat ires Cegories QiBrtrtiesGirckicted colcrsLAawquarities usnQ symbol siz
9、e to show rdive values.Gmdu 沈 od syrrboliPirpnrtjnnfll s/Tihd?;OiartaMJtiple /tributes口 3ho“ class pange5 using feature veiues符号化结果图ClassificaticnNatunl B-eaks iJenks)RangeLabelM2郭B842 08WS-971909-971*372-101692 1015*1017-10671017 10G710GMiT 内Symb口 SiZ3 fronr 4toe 15Advanced -皮用的3.8插值结果转栅格右键插值结果图，按图
10、选择转栅格工具Validab on/P rtdi ui on.r.cpyZoom To LayerVisible Scle Ran3eonnpareCharge Output To Prediction Standard ErrorB j.CatsSave 融 Layer File.,.1. Create Layer Package., t?-c Method Properties. Cy Popertiei.龄 Export To Raster-,Deport To Rartertxpert this layer to raster.输入输出栅格的路径和像元大小，按下图参数设置 GA Uy
11、er To Grid XInput geostatistical layer际;喀3 t5Output surfact rasterE ： EX_resultiyeJr_RasterOutput s:z (optional)。I色dumber of points in tht cll (Lorizyntal2 foptignal)umbT R已in thr 。电 11 (，,总廿tieal) (dptiorul)-TOK | Cancel Environments.-. Show Help插值结果转栅格结果图3.9栅格符号化找到栅格的属性表，符号化选项卡，按图进行设置。栅格符号化结果图泛克里金
12、插值生成高程曲面的结果图保存文件保存mxd文件3.10 总结3.10.1,1子集要素的选择对插值结果的影响发现我做的高程曲面插值结果与光盘上的结果不同，可能在取子集的时候有误，下面是再次进行泛克里金插值的结果图20%的检查样本点（红色）80%的训练点（蓝色）正态检测精度评价Geo statist! cal wizard - Kriging step 6 of 6 - Cross ValidationSource ID Inducted Measured1Yes 8422Yes10243Yes9914m10675Yes9686Yes10607Yes10168Yet9iB&0 12 3 4 51
13、1 1 1 1 1-D21PredictedS69.2.Error27.st371034.口2&963.3.,-t1.25-4. r.15937,1-3 r31KM，.271036.22.261004.IS.26955.1 -4.25明5.日 4 F E2599631M9,a.K.261030.251100.*291081.11.1009.,-Ss.-25953.1-llFE茁1M6,227963.5.26942.1.,口2261008.史27Fradictad 1 10 -3 1 129 1.0811.033 口.驼G 口330.890.642 0.039 0 957 I 014 1,072
14、 1.129 Meaurad 10 一Predi ctfidError Standarcllzed Error Normal QRagresson HinctJon 0.75557328 7S47S 72 aPrediction ErrorsSampler136 of 136Wean。139242RoctMean Square29,ZB139Mwn Standarized-0101291199Root-Mean Square Etan1.07683Average Standard Error 27,1862vFin曲Cancel插值结果图为了检验子集要素的对插值结果的影响如下，再次新建子集要素
15、（红色为测试点），与上一次的子集选取有差别的4结论：克里金的插值的结果的准确性与子集要素的选择有极大的关联，最好多做几次子集要素选择，进行插值结果比较，再确定比较好的子集要素和插值结果。3.10.2泛克里金趋势剔除理解下图反映的全局趋势图。全局趋势反映了空间物体在空间区域上的主体特征，它主要揭示了空间物体的总体趋势，而忽略了局部的变异。所以为了能更准确地模拟随机的短程变异， 要剔除全局趋势。我们的所要插值的对象是高程数据，在短程变异中比较明显， 所以要进行趋势剔除操作。Trend Z川后卜PEra?ecnvis1*- Gr-sp-11 DptcrisH I I I -0Add Layout军
16、国 a 幻e .cwidIdGrNiJFbew Ghd LfwdX：GF Une M卅二Atrnuze:llwnl on FjHtbn5 5tds.ncutDab 飞丁憎m硒Scurot Laifer;理仃由切13.11 附加题3.11.1 使用简单克里金插值关键步骤如下正态分布检查H Mcg ramTpe Click nr drag 供日 bars 加 组ectAdd to _ayDLrt叩用I。| ：0 Htstatelrhftfci*2te Mnev|丁 口。SoursLayer:Attribube:lyq.tr专优qvl sranon选择简单克里金插值，转换类型为LOG ,并进行趋势剔
17、除。交叉验证结果GecHzftECcd vrrzard - Kriffipng 5te 6 erf C - Cnow dat on沁；=2jneMJed暗卬登1&TFSt A前日|口?口Yes&F2GBOa,.33.,3DL 1日1Tee9用丁一DiJL1veiUY3DJL. sILt帅*rc=加心了转民3in ki .羽L E:*30:3.生Tei&+ Ja*65itifiIDS,.22.3L解g%然10A,.赛”.办wIWI.IQ0 43 & m D PKT t DI4II m II mties1Km.7.29VTaamr a- F ECl -1213Te=Tei馨口*3UCX. ma.L
18、X .29 JflFe l di; td. l-y ie a tUuLff li 2id IrE w Hoi-i4 QI*YesW1铲,-311,抑| kenrin怕rRm|口7埼川词旗!*YesU4.3WH-L.KFwfccbsPi Ernor上es.1129此月l“.32Mn0es注gL鼬1?皿白/JOu 斛r0L2U3L7UBVik11司加鞭t3s 33Ront-Heimquare3M 口仃&均IKmuk.-14,11*W5dirdjQdiO.ibd467L2jfiei中游出25*slfl&t-MeiMi SfiLart ita . GL%丸 LK)8 nqrEkN D.IXSV 3kN
19、ert简单克里金插值结果图泛克里金插值结果仅仅从结果图来看，简单克里金插值结果是比较平滑的。简单克里金是区域变化量的线性估计，它假设数据变化为正态分布，并已知区域变化值的期望，进而可以确定每个点的误差值。泛克里金插值假设数据存在主导趋势，即该趋势可以用一个函数或多项式来拟合。所以简单克里金是利用统计学的期望进行插值运算，比较适合符合统计学的对象进行插值，如GDP ,人口密度等难以用数学函数或多项式表达，更加适用于进行统计分析。而泛克里金是利用数学上的数据函数拟合方式进行插值，在插值对象很符合数学表达式上插值效果最好，如高程（山的高度可以用一个很简单的数学表达式或多项式表示，数学题上经常出这样的题目），还有全球地表温度和降水量进行插值，利用泛克里金插值的结果也比较好。所以本次高程曲面生成就是利用泛克里金插值，其效果理论上是比较好的。