克里金方法内插生成高程曲面

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 173.1

2、0.1 子集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G

3、ecstatistieal 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

4、太分布。注：统计源为上一步的训练数据，不是原始数据和测试数据。Trars'trnialicn; 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 QQPlc

5、tCrc6seo-valance Cloud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 Clc

6、udGeneral QQPIotOosscDvariance 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 Wiza

7、rd.:打 Subset Features,.Geo statistical 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

8、差最接近于均方根误差，平均标准误差最接近于1。Ge0式atktiml 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 & Relat«sTimeHTML PopupGen?raSourceSelectionDuplaySyrr bo ogyFieldsDefinitien QueryShow:Feat ires Cegories QiBrtrtiesGirckic

9、ted colcrsLAawquarities usnQ symbol size 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 f

10、ronr 4toe 15Advanced -皮用的3.8插值结果转栅格右键插值结果图，按图选择转栅格工具Validab on/P rtdi ui on.r.c°pyZoom 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

11、 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 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 c«ll (Lorizyntal2 foptignal)umbT £ R已in thr 。电 11 (，,总廿tieal) (dptiorul)-TOK | Cancel En

12、vironments.-. 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 Inducte

13、d Measured1Yes 8422Yes10243Yes9914¥m10675Yes9686Yes10607Yes10168Yet9iB&0 12 3 4 51 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1M6,2279

14、63.5.26942.1.,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 1.129 Meaurad 10 一°Predi ctfidError Standarcllzed Error Normal QRagresson HinctJon 0.75557328 7S47S 72 aPrediction ErrorsSampler136 of 136Wean。139242Roct'Mean Square29,ZB139Mwn Standarized

15、-0101291199Root-Mean 'Square Etan1.07683Average Standard Error 27,1£862v< BadeNext >Fin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（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

16、，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 国 a 幻e .cwidIdGrNiJFbew Ghd LfwdX：GF Une M卅二Atrnuze:llwnl on FjHtbn5 5tds.ncutDab 飞丁憎m硒Scurot La'ifer;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

17、 ramTpe Click nr drag 供日 bars 加 组ectAdd to _ayDLrt叩用I。| ：0 Htstatelrh£ftfci*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DiJL

18、1veiUY3DJL. sILt帅*rc=加心了转民3"in ki .羽L E:*30:3.生Tei&+<. t-Li 30心贬一6"h1HMKIT .1 .32c 镑.,* J*?Yie喇由修,"£ X*>< Ja*65itifiIDS,.22.3L解g%然10A,.赛”.办wIW««I.«.IQ0 «43 & m D PKT t DI4II m II mti¥es1Km.7.29VTaamr a- F ECl -1213Te=Tei馨口*3UCX. ma.LX «.29 JflF'e l di; t«d. ° £l-y ie a t'UuLff li 2id IrE w Hoi-i4 QI*YesW1铲,-311,抑| kenrin怕r