Surfer网格化方法的基本知识-克里格法(Kriging)

admin Surfer and Grapher 2018-08-21 89 0

克里格法是比较灵活和准确的网格化方法之一,通常是网格化数据时推荐的一种。它可以通过在整体预测中给予较小的权重来补偿集群数据。克里格的缺点之一就是比其他方法慢。它也可以推断超出数据Z值范围的网格值。
每个网格节点值都基于与节点相邻的已知数据点。每个数据点通过与节点的距离加权。这样,离节点越远的点在节点的估计中权重就越小。例如,为了计算网格节点A处的Z值,使用以下等式:
Surfer网格化方法的基本知识-克里格法(Kriging)其中ZA是网格节点A的估计值,n是估计中使用的相邻数据值的数量,Z i是具有权重W i的位置i处的值。权重的值将总计为1以确保对群集数据点没有误差。如果应用漂移和搜索半径等,公式会变得更复杂。
下面是一个分类散点图,它显示了使用克里格方法网格的一组数据值。
Surfer网格化方法的基本知识-克里格法(Kriging)
左图为分类散点图,右图表示使用克里格网格方法生成等高线图。
Surfer中,Kriging的默认属性是不搜索数据点。除非另外指定,否则使用默认属性。要将网格化方法设置为Kriging,请在“ 网格数据”对话框中将“ 网格化方法”更改为“ 克里格Kriging”。要自定义Kriging,请点击高级选项Advanced Options,以调出Kriging高级选项。
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单击“ 高级选项Advanced Options”按钮以打开“ Kriging高级选项”对话框。
在克里格高级选项Advanced Options 对话框中有包含不同的专业化段三个不同的选项卡。如下所示的常规General 选项卡有四个设置。
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“ 常规General ”选项卡包含可自定义的选项以便克里格网格法更好地适应对数据的分析

  1. 变异函数模型:变异函数是基于数量和统计的表面粗糙度的描述。变异函数是两个位置x和y的值之间的变异程度。此部分对于将元素添加到使用克里金网格法生成的变差函数中非常有用。例如,可以将金块添加到变差函数中,这表示在半变异函数的原点跳转。如果您不确定要添加什么组件,最好使用默认的线性变差函数,而没有金块效应

  2. 克里格标准差的输出网格:您可以指定要创建的标准差估计网格。估计网格中的Z值是实际网格节点值与期望值之间的差值。选择计算标准偏差网格会增加网格数据所需的时间。标准偏差网格在以下情况下非常有用
    a. 变异函数模型是数据的代表。
    b. 由于使用了标准差变量估计器或者自相关估计器,标准偏差网格被正确缩放。
    c. 默认线性模型没有斜率。
    d. “ 搜索”选项卡上未选择“不搜索”选项。

  3. 克里格类型:在Surfer有两种类型的克里格:点克里格和块克里格。默认点克里金是简单的,可以从一组附近的值中估计一个点的值。块克立格法估计以网格节点为中心的矩形块的平均值。块是网格单元的大小和形状。使用Block Kriging的好处是它可以提供更好的方差估计和平滑的内插结果。然而,Block Kriging并不是一个精确的插值器,因为它不是估计某个点的值。如果相邻的单元共享一个数据点,那么这个点被用来估计每个块中的网格节点的值。

  4. 漂移类型
    选择默认值,不漂移,将保持为普通克里金。然而,选择一个线性或二次方漂移将会改变为通用的克里金方法。普通克里格是一个线性预测,假设一个平稳常数,未知平均值。这意味着数据更具可预测性,可以进行预测,例如反映季节性趋势的经济数据。相反,普遍克里格是假定非平稳结构的线性预测。这意味着数据是不可预测的,很难预测,比如风速。
    “搜索Search”选项卡允许您指定插值网格节点时考虑哪些点的搜索选项。
    Surfer网格化方法的基本知识-克里格法(Kriging)
    “搜索Search”选项卡包含用于修改所选网格方法的搜索参数的设置。
    1.搜索选项:“ 搜索”选项卡中设置的选项允许Surfer在插入网格节点时知道使用哪些数据点。指定不同类型的数据集(例如不同大小的数据集)的搜索设置可能很有用。例如,如果数据集很小(在250个数据点以下),那么使用“ 无搜索”选项并将所有数据插入网格节点会更合理。相反,如果数据集很大,那么限制用于内插每个网格节点的数据点的数量可能是理想的。
    a. 没有搜索:当选择这个选项时,Surfer将使用所有的数据点来估计网格文件。这对于较小的数据集有用,最多可达250个点。这对于均匀分布的数据也是足够的。如果这个选项被禁用,那是因为有超过750个数据点,Surfer不能将数据分割成更小的扇区。
    b. 要搜索的扇区数量:允许将搜索区域分成多个部分,最多可指定32个搜索扇区。这对于聚集的数据来说是理想的。
    c. 所有扇区使用的最大数据数量:这限制了总体估算中使用的点数总数。
    d. 从每个扇区中使用的最大数据量:这个值决定了每个扇区要使用的点数。
    e. 所有扇区中的最小数据量(节点设置为NoData,如果更少):如果在估计网格节点时没有找到足够的点,则Surfer将为该网格节点分配NoData值。具有NoData值的网格节点表示数据不足,并将修剪地图上的轮廓线。
    f. 如果多于这个多个扇区为空,则为节点分配NoData:如果网格节点没有足够的扇区,则Surfer将为该网格节点分配NoData值。
    2.搜索椭圆:搜索椭圆指定要查找数据的本地邻域的大小,这可能会受到搜索规则集的影响。半径1和半径2的值是以正数据单位表示的距离。半径值是在角度所指示的方向上搜索的长度。该角度表示在正x轴与椭圆轴的半径1之间的方向上。如果在搜索椭圆中没有找到点,则该网格节点将被分配NoData值。默认情况下,搜索椭圆是圆形的,对网格节点周围的两个方向赋予相同的权重。默认长度是数据对角线距离的一半。
    可以自定义搜索选项,以便将没有数据点的大区域分配给NoData值。为此,请将搜索椭圆的半径设置为小于数据值之间的距离的值。
    “ 断层线Breaklines”选项卡允许您在边界文件中输入用X,Y和Z值定义的线顶点。
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    该断层线Breaklines标签用于选择断层线文件与断层线信息。
    1.断层线Breaklines:克里金支持断层线,但不是错误but not faults.。断层线Breaklines是表面的坡度中断,这种坡度通常是波浪形和不规则的,如悬崖的底部。这些代表地图中的不规范和不符合情况。
    2.断层线Breaklines不是障碍; 这意味着当插入网格节点时,线的两侧的所有数据点都被使用,而不管线的两侧的位置如何。但是,如果网格节点位于边界线上,则网格节点的值将成为边界文件的值。breakline文件
    以breakline文件(* .BLN)格式包含中断的X,Y和Z顶点:第一行是文件中数据点的数目,后跟该行的XYZ坐标。


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