400 likes | 546 Views
GEOSTATYSTYKA I ANALIZA PRZESTRZENNA Wykład dla III roku Geografii specjalność - geoinformacja. Alfred Stach Instytut Geoekologii i Geoinformacji Wydział Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM. Kriging składowych ( F actorial K riging = FK ). Problem.
E N D
GEOSTATYSTYKAI ANALIZA PRZESTRZENNAWykład dla III roku Geografiispecjalność - geoinformacja Alfred Stach Instytut Geoekologii i Geoinformacji Wydział Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM
Problem • Obserwowana zmienność przestrzenna większości parametrów charakteryzujących ciągłe cechy środowiska przyrodniczego i społeczno-ekonomicznego jest często efektem działania kilku różnych procesów (czynników genetycznych) • Czy istnieje możliwość ich identyfikacji i niezależnego od siebie oszacowania? • Dawałoby to szansę na lepszą, genetyczną, interpretację zjawisk, a także miałoby w wielu przypadkach ważne praktyczne zastosowania
Przykład • Zawartość w glebach składnika „X” jest związana: • z tłem geochemicznym (budową geologiczną) - udziałem „X” w skałach podłoża i ich produktach wietrzenia, • ze strukturą użytków i typem agrotechniki – ponieważ składnik „X” występuje w nawozach i środkach ochrony roślin, • z cyrkulacją atmosferyczną i rzeźbą terenu – składnik „X” występuje w atmosferycznych zanieczyszczeniach przemysłowych • z siecią drogową – „X” jest także w spalinach • Najczęściej jednak dopiero szukamy wyjaśnienia zmienności przestrzennej „Y”
Składowe przestrzenne:dekompozycja seriipomiarowej Składowa deterministyczna • Dekompozycja zależy od skali analizy. • Zmienność „regularna” w jednej skali jest „szumem” w innej Składowa losowa
Semiwariogram zagnieżdżony:tzw. „liniowy model regionalizacji” • Złożony (zagnieżdżony) model semiwariogramu składa się z więcej niż jednej elementarnej funkcji matematycznej tzw. struktury • Każda struktura może odzwierciedlać osobny proces • Pojedyncze struktury wiariogramu (funkcje) są addatywne (sumują się) • Są one nieskorelowane ze sobą – są niezależnymi funkcjami ortogonalnymi
Semiwariogram zagnieżdżony:tzw. „liniowy model regionalizacji” • Założenie, że semiwariogram Z(x) jest zagnieżdżoną kombinacją S indywidualnych semiwariogramów: • Przy założeniu, że procesy są ze sobą nieskorelowane, liniowy model regionalizacji S elementarnych semiwariogramów, ma postać: • a każdy proces ma swój własny semiwariogram • bkg k(h)
Idea: Georges Matheron, rok 1982 Analiza krigingowa zmiennych zregionalizowanych
Analiza krigingowa =Kriging składowych (factorialkriging) • Opiera się na koncepcji, że Z(x)może zostać zdekomponowany na dwa lub więcej niezależnych „procesów” • Dla cechy z trzema składowymi włączając w to nugget relacja ma następującą formę: • Każdy składnik zmienności jest traktowany po kolei jako sygnał • Szum na jednym poziomie zmienności jest uznawany jako informacja (sygnał) na innym poziomie
Kriging składowych – factorial kriging Dekompozycja modelu Strukturalny współczynnik korelacji
Dane ze strefy czołowomorenowej lodowca Horbye: zmienne b3n_02
Dane ze strefy czołowomorenowej lodowca Horbye: zmienna b3n_02 Oryginalny obraz satelitarny Estymacja OK
Dane ze strefy czołowomorenowej lodowca Horbye (zmienna b3n_02): wynik obliczeń FK Estymacja OK Trend (średnia lokalna) Składowa 1 i Składowa 2 Nugget
POMIARY INDUKCJI ELEKTROMAGNETYCZNEJ GLEB NA POLU YATTENDON W ROKU 2000 DANE POMIAROWE I ESTYMACJA OK
POMIARY INDUKCJI ELEKTROMAGNETYCZNEJ GLEB NA POLU YATTENDON W ROKU 2000 SEMIWARIOGRAM EMPIRYCZNY I MODEL
POMIARY INDUKCJI ELEKTROMAGNETYCZNEJ GLEB NA POLU YATTENDON W ROKU 2000
SEMIWARIOGRAM EMPIRYCZNY I MODEL STRUKTURY PRZESTRZENNEJ PLONÓW
POTENCJALNE CZYNNIKI ZMIENNOŚCI PRZESTRZENNEJ WŁAŚCIWOŚCI GLEBI PLONÓW NA POLU YATTENDON
Prosty krigingze zmiennymi średnimi lokalnymi(Simple Krigingwith varying local means = SKlm)
Prosty kriging ze zmiennymi średnimi lokalnymi (Simple kriging with varying local means – SKlm - LVM)
Zmienność wartości b3n_02 w klasach wyznaczonych na podstawie zmiennej VNIR
Reszty z modelu regresji zmiennej b3n_02 w stosunku do zmiennej b3n_04.Kolorem zaznaczono grupy VNIR
Relacje między b3n_02 i b3n_04 w klasach wyznaczonych przez VNIR
Ocena jakości estymacji – porównanie z danymi rzeczywistymi