Interpolazione spaziale è un processo cruciale in più campi di lavoro e ricerca. Quando si lavora con GIS e dover valutare le variabili con componente spaziale, il fatto eseguire qualsiasi tipo di interpolazione spaziale è correttamente critico per la qualità dello studio.
Questo articolo si concentra sulla definizione della definizione di quale interpolazione spaziale è, quali metodi esistono, come sono classificati e quali sono quelli più appropriati. Allo stesso modo, diversi metodi disponibili di interpolazione spaziale sono proposti per confrontare i risultati, utilizzando come esempio un insieme di dati climatici.
Qual è l’interpolazione spaziale?
di solito è considerato un’interpolazione spaziale come parte integrante del campo geostatistica. L’interpolazione spaziale si basa sul calcolo o la stima dei valori sconosciuti di una variabile spaziale da altri valori il cui valore è noto.
I processi di interpolazione dello spazio sono validi per qualsiasi variabile ambientale continua su un territorio specifico. Come esempi possiamo trovare variabili di temperatura, umidità, precipitazione, pressione, contaminazione acustica, contaminazione leggera …
Le variabili climatiche sono quelle che più frequentemente richiedono questo tipo di analisi. In questi casi, l’interpolazione spaziale è fondamentale poiché non ci sono stazioni meteorologiche infinite che consentono di conoscere il valore esatto di temperatura, umidità o precipitazione su ciascuno dei punti di un territorio.
per stimare il Vengono eseguiti valori intermedi tra i punti di misurazione, vengono eseguiti processi di interpolazione spaziale. I valori di misurazione della rete di stagioni vengono utilizzati e viene eseguito un calcolo del valore per il resto del territorio.
Il risultato ottenuto tramite il processo di interpolazione è solitamente indicato come superficie statistica. È, quindi, di una superficie continua con valori interpolati da altri precedentemente noti.
Classificazione dei metodi di interpolazione
Anche se tutti i metodi di interpolazione spaziale hanno lo stesso principio di base , non tutti i metodi funzionano lo stesso o accettano gli stessi locali, poterlo riportare i risultati molto disparati in base alle proprie caratteristiche.
La classificazione dei metodi di interpolazione può essere eseguita in base a più criteri. Pertanto, potremmo parlare di metodi di interpolazione:
- globali o locali o locali, a seconda che utilizzi tutti i valori dell’area valutati o solo parte di esso (sottoinsieme).
- Graduale o brusco, secondo la continuità e la levigatezza della superficie risultante. Esatto o approssimativo, a seconda che rispetti i valori delle misure di immissione esatte per l’interpolazione o se, d’altra parte, possono essere alterati o ammorbiditi Per regolarli sul modello impostato.
univariate o multivariate, a seconda che i valori o meno di variabili di ingresso più variabili per generare il modello e la superficie di interpolazione. In GIS, di solito la distanza è la variabile ammessa per metodi di interpolazione univari. determinativo o stocastico, a seconda che incorporano variazioni casuali (incertezza) sulla superficie interpolata. I metodi del detersivo sono applicabili quando ci sono misurazioni sufficienti per descriverlo matematicamente, mentre gli stocastici incorporano il concetto di casualità da parte insufficiente da loro.
Metodi per l’interpolazione spaziale in QGIS
Le possibilità in termini di metodi di interpolazione in QGIS sono abbastanza ampie, anche se per lo più appartenenti al gruppo di metodi deterministici definiti sopra.
Allo stesso modo, in QGIS possiamo adattare ciascuno dei metodi e regolare i suoi parametri in base alle esigenze quando si esegue la geopressa per generare gli strati di interpolazione in base ai nostri punti con valori di misurazione.
I principali metodi di interpolazione possibili raccolti nelle diverse librerie di cui questo desktop GIS è nutrito sono i seguenti.
vicino vicino (vicino più vicino)
Interpolazione attraverso il metodo del vicino più vicino è basato sulla generazione di poligoni Voronoi. I poligoni di Voronoi sono il metodo più semplice e semplice dell’interpolazione vettoriale. Il metodo si basa esclusivamente sulla distanza euclidea, ovviando qualsiasi tipo di valore assegnato ai punti di campionamento.
VICINO NOVELLO SPAZIO DI ALBERO” srcset=”http://www.geomapik.com/wp-content/uploads/2019/05/Screenshot_20190513_205913.jpeg 1024w, http://www.geomapik.com/wp-content/uploads/2019/05/Screenshot_20190513_205913-300×169.jpeg 300w, http://www.geomapik.com/wp-content/uploads/2019/05/Screenshot_20190513_205913-768×432.jpeg 768w, http://www.geomapik.com/wp-content/uploads/2019/05/Screenshot_20190513_205913-750×422.jpeg 750w, http://www.geomapik.com/wp-content/uploads/2019/05/Screenshot_20190513_205913-1140×641.jpeg 1140w” sizes=”(max-width: 1024px) 100vw, 1024px”>Questo metodo di interpolazione consente di dividere lo spazio in un dominio equivalente o influenzare aree per ciascuno dei punti di misurazione dell’ingresso. I poligoni di Voronoi o Thiessen sono definiti da linee che delimitano la regione appartenente al punto più vicino. Il perimetro di ciascuna delle regioni generata è equidistante a tutti i punti vicini
Infine, il metodo assegna a ciascun poligono il valore del punto contiene e da cui è stato generato. Essendo un metodo basato esclusivamente sulla distanza, le variabili interpolate possono essere sia qualitative che quantitative.
Questo metodo è utile, ad esempio, negli studi di Geomarketing per conoscere le possibili aree di influenza, o per rendere le norme territoriali proporzionali o le divisioni.
rete tiangulata)
Questo metodo di interpolazione restituisce una superficie triangolare formata dalla posizione di una serie di vertici i cui valori sono noti. I vertici sono collegati da bordi per generare detta rete triangolare.
Il risultato ottenuto, la superficie in stagno, è una rete o una rete di triangoli interconnessi, in cui ognuno di essi rappresenta a Area omogenea per quanto riguarda la variabile studiata. Il metodo di stagno genererà quindi un insieme di triangoli nello spazio che massimizza l’area / rapporto perimetrale.
È molto normale il suo uso soprattutto per i modelli di terra basati su misurazioni di elevazione note, anche se può essere applicato ad altre misurazioni quantitative di diverse variabili ambientali.
IDW Interpolazione (ponderazione a distanza inversa)
Utilizzando il metodo di interpolazione IDW I punti di campionamento sono riflessi durante l’interpolazione. In questo modo, l’influenza di un punto in relazione agli altri è ridotta o diminuita mentre la distanza tra loro aumenta.
Nel metodo di interpolazione IDW, è possibile impostare un valore di potenza, denominato coefficiente P. Per impostazione predefinita È 2. A maggiore valore di P, maggiore enfasi o peso assegnato a punti ravvicinati per valutare, con conseguente un’area statistica più brusca. Ad un valore inferiore a P, maggiore enfasi sul set del campione di valori, con conseguente superfici più ammorbidenti.
viene generalmente utilizzato nei processi di interpolazione in cui il set di dati disponibile per l’interpolazione è abbondante, è distribuito omogeneamente per spazio e non ci sono grandi distanze tra le loro posizioni.
interpolazione tramite spline
Lo strumento spline utilizza un metodo di interpolazione che stima i valori con una funzione polinomiale che minimizza il generale Curvatura della superficie, con conseguente superficie morbida che accade esattamente dai punti di ingresso.
Come abbiamo detto prima nella sezione di classificazione, questo metodo, insieme a Kriging, è uno dei metodi esatti di Interpolazione esistente che non ammette approssimazioni o levigatura dai valori di input.
matematicamente, lo strumento splenante utilizza diverse funzioni polinomiali più accordi per ogni sezione, adattando così a una superficie più morbida, meno brusca e uniforme.
Come eseguire un’interpolazione in QGIS da A Strato di punti
Tutti i metodi di interpolazione disponibili in QGIS appartengono alle varie librerie che porta installati per impostazione predefinita: GDAL, erba e saga.
Le geopachesse di interpolazione utilizzate in questo articolo per ciascuna Dei metodi, insieme ai parametri specificati nelle immagini, sono i seguenti:
- vicini Metodo più vicino: Grid (vicino più vicino) dalla biblioteca GDAL
- Metodo IDW : IDW Interpolazione della libreria QGIS.
- metodo di stagno: interpolazione della stagno della libreria QGIS.
- Metodo del libreria di erba: v.surf.bspline erba
Per eseguire una qualsiasi di queste geopresse interpolation possiamo cercarli direttamente nella scatola Herrami Degeoprocers.
Ciascuno dei metodi di interpolazione QGIS ha il proprio modulo unico per specificare gli strati di input e output, nonché un’intera serie di parametri da configurare per adattarsi al modello.
È possibile scaricare qui i dati climatici utilizzati in questo articolo per eseguire test di interpolazione con le diverse variabili memorizzate. Nel caso di questo articolo, abbiamo lavorato l’interpolazione con la variabile della luce solare nel Regno Unito.
È un insieme di mezzi di precipitazioni, temperature e ore di sole in un mese specifico registrato nel principale meteorologico Stazioni del Regno Unito. I dati sono stati ottenuti dall’agenzia di Meteorology State Agency MetoFoffice.
Come scegliere il metodo di interpolazione migliore in QGIS?
La scelta del metodo di interpolazione più appropriata dipenderà dalla natura stessa del set di dati di campionamento che vogliamo interpolare.
Quindi, dovremmo sapere in precedenza:
- Tipo di variabile da interpolare: quantitativo o qualitativo e la logica o l’applicazione di ciascun metodo per ciascun tipo di variabile.
- Statistiche di esempio caratteristiche: valori massimi, minimi, medi e mediani, standard Deviazione … Puoi verificare il seguente articolo per sapere come eseguire un’analisi statistica esplorativa con QGIS.
- Distribuzione spaziale delle variabili: omogeneità spazio del campionamento, distanza media tra i punti di campionamento …
- esistenza di valori anomali, cluster e hotspot o caldari che possono dedurre o modificare il superficie dell’interpolazione.
Valutazione del metodo e stima Interpolazione delerratore
Successivamente, sarà molto utile effettuare una valutazione del metodo e l’errore ottenuto in L’interpolazione.
Potrebbe essere eseguita, ad esempio, il confronto di determinati valori effettivi sottratti dal campionamento dei valori stimati ottenuti mediante interpolazione a quelle stesse.
Successivamente, la laconfigurazione dei parametri del metodo deve essere riattivato il modello il potenziale massimo per i valori delle misurazioni effettive.