40. Интерполяция данных по методу обычного кригинга

Интерполяция - восстановление функции на заданном интервале по известным ее значениям конечного множества точек, принадлежащих этому интервалу. (для восстановления поверхности рельефа)

Кригингоптимизирует процедуру интерполяции на основе статистической природы поверхности. Он определяет вес окружающих измеренных точек, чтобы вычислить искомое значение в неизмеренной ячейке. Точки, которые располагаются ближе к оцениваемой ячейке, имеют большее влияние.

В обычномкригинге вес зависит от модели вариограммы, расстояния до оцениваемой точки и пространственного распределения точек замеров вокруг оцениваемой точки. Существует два основных вида кригинга.

Универсальныйиспользуется тогда, когда поверхность оценивается по неравномерно распределенным отсчетам при наличии тренда.

Ординарный (обычный) кригинг - более широко используемый их методов кригинга. Основой данного метода является предположение, что постоянное среднее значение неизвестно. В ординарномкригинге учитываются не только расстояния от интерполируемой точки, но и расстояние между самими точками так, что вес более близких друг к другу точек уменьшается.

В универсальномкригинге предполагается, что в данных имеется какая-либо доминирующая тенденция, которую можно смоделировать с помощью детерминистической полиномиальной функции. Данный полином вычисляется из исходных значений измерений, и автокорреляция моделируется по случайным ошибкам. Когда к случайным ошибкам подобрана модель, перед расчетом полином суммируется с полученными данными, чтобы получился осмысленный результат.

Универсальный кригинг применяется тогда, когда вы знаете, что в данных существуют определенные тенденции, и вы способны провести научное описание для их подтверждения. Преимуществом кригинга является то, что он даёт не только интерполированные значения, но и оценку возможной ошибки этих значений.

42. Способ генерализации карты методом скользящего окна с помощью гис.

КАРТОГРАФИЧЕСКАЯ ГЕНЕРАЛИЗАЦИЯ — это отбор и обобщение изображаемых на карте объектов, выделение их основных типичных черт и характерных особенностей. Генерализованность — важнейшее свойство всякой карты. Даже на самой крупномасштабной карте изображение генерализовано, поскольку невозможно показывать объекты со всеми подробностями. Генерализация определяется несколькими факторами:

а)  масштабом карты.

б)   назначением карты.

в)  тематикой карт.

г)  особенностями картографируемой территории.

Принцип работы инструмента Скользящее окно кригинга

Геостатистический слой создается с помощью полного набора входных данных. Параметры кригинга можно настроить или оставить значения по умолчанию — они будут автоматически определены Мастером операций геостатистики. Инструмент Скользящее окно кригинга используют для повторного вычисления параметров вариограммы Диапазон. Самородок и Частичный порог на основании данных, полученных в пределах окрестности меньшего размера.

При работе с нестационарными данными необходимо выполнить оценку гетерогенной вариограммы. Для этого используйте скользящее окно, расположенное в центре интерполируемого местоположения, и постройте вариограмму для каждой локальной окрестности.

Проинтерполированное значение в каждой точке исследуемой области можно последовательно нанести на карту во время передвижения окна по области. В этом примере при вращении данные не изменяются или остаются изотропными. Чтобы точно отобразить каждое местоположение в исследуемой области, вариограммы вычисляют для каждого интерполируемого местоположения. В каждой окрестности данные предположительно считаются неизменяемыми, поэтому допущения алгоритма кригинга не нарушаются.По мере передвижения окна по исследуемой области на основании соседних точек вычисляются новые параметры вариограммы. В местоположении ₁ синие и зеленые точки пространственно коррелированы или находятся в пределах расстояния диапазона, на что указывает радиус окружности с центром в этой точке. В местоположении s₂пространственно коррелированы зеленые и красные точки, а в местоположении s_n пространственно коррелированы желтые точки.

ПОПРОЩЕ: Принцип построения карты с применением метода «скользящего окна» сводится к следующему: лист, в котором прорезано прямоугольное отверстие, перемещается горизонтально и вертикально над картой с шагом равной сторонам прямоугольного отверстия. При этом подсчитывается и заносится в таблицу количество попадающих в «окно» объектов. Соседние окна берутся с перекрытием – эта простейшая свертка обеспечивает фильтрацию таблицы

При реализации этого принципа в ГИС возникает две проблемы: во-первых нужно определить размеры ячейки, определяющий шаг скользящего окна, и во вторых, определить формулу пространственной статистики аналогичных алгоритму расчета сглаженых величин получаемых при использовании метода «скользящего окна».

43. Способ выделения на карте дренажной системы с помощью ГИС.

Карты ГИС отличаются от топографических и тематических карт тем, что они могут динамически изменятся по желанию заказчика. ArcView (программное обеспечение необходимое для функционирования ГИС) позволяет оцифровывать аэрофотоснимки, тем самым, создавая на основе снимка несколько слоев динамичной информации, различной тематической направленности. Для изучения мелиоративных объектов используются все основные виды дистанционных методов, включая применение различных фотосъемок, а также тепловую, радиолокационную, аэроспектрометрическую и СВЧ-радиометрическую съемки. Аэрокосмическая информация широко используется для выявления мелиоративного фонда и проектирования мелиоративных систем, ведения мелиоративного кадастра, составления прогнозных природно мелиоративных карт.При изучении мелиоративного фонда и проектировании мелиоративных систем с помощью аэрокосмической съемки составляются геоморфологические, гидрогеологические, инженерно-геологические, тектонические, ботанические, культуртехнические, почвенно-мелиоративные и другие карты. Не меньшее значение дистанционные методы имеют при контроле за работой мелиоративных систем. Нормальное функционирование мелиоративной системы возможно только при поддержании удовлетворительного технического состояния всех ее элементов, поэтому постоянный контроль является неотъемлемой частью мероприятий по их эксплуатации. При контроле за работой осушительных систем большое внимание уделяется изучению состояния закрытого дренажа. В этом случае аэроснимки позволяют выделить участки с хорошо работающими дренами и массивы с поврежденным дренажем (заиленными или механически поврежденными дренами). Эти свойства осушительных мелиоративных систем детально отражаются на материалах аэросъемки определенных сезонов за счет более быстрого просыхания почв под дренами: сухие почвы выделяются вследствие их более высокой яркости по сравнению с влажными.

Ввод данных в ГИС осуществляется двумя основными типами картографической информации:

• Пространственная информация, описывающая положение и форму географических

объектов и их пространственные связи с другими объектами;

• Описательная информация об этих объектах (атрибуты).

Информация на карте представляется графически в виде набора компонентов карты, для каждого графического объекта карты заносится описательная информация - атрибутивная. То есть для каждого объекта в географической информационной системе создается не только его графическое представление, но и таблица с информацией. Автоматически в эту таблицу заносятся следующие показатели:

• Длина линии – для линейных объектов;

• Периметр и площадь полигона – для площадных объектов;

• Пользовательские поля – заносятся разработчиками ГИС.

Существует несколько базовых элементарных фигур используемых для отображения реальных объектов различного типа. (Дрены изображаются)Ограниченую фигуру (контур) – площадные объекты, границы орошаемых площадей, границы дренажных зон и другие тематические полигоны. Границы полигонов изображаются линиями. Полигоны могут быть закрашены, причем разными цветами и типами штриховки. Можно также подписывать полигоны, используя значения атрибутов.