观测值的其它线性组合产生的方差。
下式成立时可获得z(x0)的极小方差:
极小方差为:
式中r(xi,xj)是z在采样点xi和xj之间的半方差;r(xi,x0)是样点xi和未知点x0之间的半方差,这两个量都从已拟合的经验模型产生的半可变图上获取。量Ψ是计算最小方差需要的拉格朗日乘法算子。
如果克里金模型使用以上公式,那么它就是最精确的内插模型,内插值或最佳局部均值与数据点上的值恰好一致。制图中常用规则格网内插未知点的值,因为内插精度比其它格网形式好。内插值可用前面提到过的技术,转
结果能以数量信息反映整个研究区域内内插值的可靠度。
显然,克里金模型可以按更好的办法解决内插中权的估算问题,而且能够提供误差方面的信息。但内插值产生的地图不一定能满足需要,因为克里金点模型或简单模型(4—25式和4—26式)的内插值都与原始样本的面积和容量有关,而土壤采样时,样本经常只有几厘米宽。对该方差起决定作用的土壤变化的大范围和短距离特点,使简单克里金模型产生的地图上,造成了数据点上的凹凸现象。克服这一现象的办法是修改克里金方程,使其能估算子块B内的z均值,或者只对相对粗略的栅格数组进行内插时,这种方法比较适用。
子块B内的z均值为:
z(xB)=B×z(x)dx/面积B
z(xB)由式
当
由克里金块模型获得的方差估计值,常小于它的点模型估计值,使用这些块模型公式生成的平滑表面就不会发生点模型的凹凸现象。
克里金内插模型是一种先进的内插技术,它强烈依赖于统计理论和大量的计算工作,特别是用于制图的克里金内插结果效果更好。克里金模型是理想的内插工具,它在计算过程中妥善选取表明空间相关联的形状和大小,使点或面的局部估计值得以改善。另一个好处是,它能同时产生与内插值有关的误差估计值,这是其它内插法不能做到的。
克里金模型的缺点是:从数据中清除不稳定性,使其达到与固有假设相同的状态是极其困难的研究领域,GIS的新用户必然会向专家咨询,如何才能达到必要的数据转换。用于矿业、土壤调查等的地理信息系统已开始把最佳内插法综合起来使用。实际上,地矿勘探用的地理信息系统几乎全是地理统计软件包。
本文标题:空间数据的内插模型(5)
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