Interpolarea spațială este un proces crucial în mai multe domenii de lucru și de cercetare. Când lucrați cu GIS și pentru a evalua variabilele cu componentă spațială, acest tip de interpolare spațială este corect critică pentru calitatea studiului.
Acest articol se concentrează pe definirea a ceea ce este interpolarea spațială, ce metode există, cum sunt clasificate și care sunt cele mai potrivite. De asemenea, sunt propuse diferite metode disponibile de interpolare spațială pentru a compara rezultatele, folosind ca exemplu un set de date privind clima.
Ce este interpolarea spațială?
este de obicei considerată interpolare spațială ca parte integrantă a câmpului geostatistics. Interpolarea spațială se bazează pe calcularea sau estimarea valorilor necunoscute ale unei variabile spațiale de la alte valori a căror valoare este cunoscută.
divid id = „F1B9F3B6E5”>
iv id =” 6CFC91AF31 „
Procesele de interpolare spațială sunt valabile pentru orice variabilă continuă de mediu pe un anumit teritoriu. Ca exemple, putem găsi variabile de temperatură, umiditate, precipitare, presiune, contaminare acustică, contaminare ușoară …
Variabilele climatice sunt cele care necesită cel mai frecvent acest tip de analiză. În aceste cazuri, interpolarea spațială este esențială, deoarece nu există stații meteorologice infinite care să permită să cunoască valoarea exactă a temperaturii, umidității sau precipitațiilor pe fiecare dintre punctele de pe un teritoriu.
pentru a estima Valorile intermediare între punctele de măsurare sunt efectuate, se efectuează procese de interpolare spațială. Valorile de măsurare ale rețelei sezoane sunt utilizate și se efectuează un calcul al valorii pentru restul teritoriului.
Rezultatul obținut prin procesul de interpolare este de obicei denumit suprafața statistică. Este, apoi, de o suprafață continuă cu valori interpolate de la alții cunoscuți anterior.
Clasificarea metodelor de interpolare
Chiar dacă toate metodele de interpolare spațială au același principiu de bază , nu toate metodele funcționează la fel sau acceptă aceleași spații, fiind capabile să returneze rezultatele foarte disparate în funcție de caracteristicile proprii.
Clasificarea metodelor de interpolare poate fi efectuată pe baza unor criterii multiple. Astfel, am putea vorbi despre metode de interpolare:
- globale sau locale sau locale, în funcție de faptul că acestea utilizează toate valorile zonei evaluate sau doar o parte a acestuia (subset).
- gradual sau abrupt, în funcție de continuitatea și netezirea suprafeței rezultate. Exact sau aproximativ, în funcție de faptul că respectă valorile măsurătorilor de intrare exacte pentru interpolare sau dacă, pe de altă parte, ele pot fi modificate sau înmuiate Pentru a le ajusta la modelul setat.
Univariate sau multivariate, în funcție de valorile variabilelor de intrare multiple sau nu pentru a genera modelul și suprafața de interpolare. În GIS, de obicei distanța este variabila admisă pentru metode de interpolare univaroase. determinativ sau stochastic, în funcție de faptul dacă încorporează variații aleatorii (incertitudine) pe suprafața interpolată. Metodele de detergent sunt aplicabile atunci când există măsurători suficiente pentru al descrie din punct de vedere matematic, în timp ce stochasticii încorporează conceptul de aleatoriu prin insuficient de la ei.
Metode de interpolare spațială în QGIS
Posibilitățile în ceea ce privește metodele de interpolare în QGIS sunt destul de largi, deși aparținând în cea mai mare parte grupului de metode deterministe definite mai sus.
În mod similar, în QGIS putem adapta fiecare dintre metode și reglementează parametrii în funcție de necesități atunci când efectuați geoprocesul pentru a genera straturile de interpolare pe baza punctelor noastre cu valori de măsurare.
Principalele metode posibile de interpolare adunate în diferitele biblioteci din care acest desktop GIS este hrănit sunt următoarele.
cel mai apropiat vecin (cel mai apropiat vecin)
Interpolarea prin metoda cea mai apropiată a vecinului se bazează pe generarea poligoanelor Voronoi. Poligoanele Voronoi sunt cea mai de bază și simplă metodă de interpolare vectorială. Metoda se bazează exclusiv pe distanța Euclidiană, evitând orice tip de valoare atribuită punctelor de eșantionare.
DIV ID = „F1B9F3B6E5”>
Această metodă de interpolare vă permite să împărțiți spațiul în domenii echivalente sau în zonele de influență pentru fiecare dintre punctele de măsurare a intrărilor. Poligoanele lui Voronoi sau Thiessen sunt definite prin linii care delimind regiunea aparținând celui mai apropiat punct. Perimetrul fiecăruia dintre regiunile generate este echidistant la toate punctele învecinate
În cele din urmă, metoda atribuie fiecare poligon valoarea punctului pe care îl conține și din care a fost generat. Fiind o metodă bazată exclusiv la distanță, variabilele interpolate pot fi atât calitative, cât și cantitative.
Această metodă este utilă, de exemplu, în studiile de geomarketing pentru a cunoaște posibilele domenii de influență sau de a face reglementări teritoriale proporționale sau diviziuni.
rețea tiangulată)
Această metodă de interpolare returnează o suprafață de triunghi formată din locația unei serii de noduri ale căror valori sunt cunoscute. Vârfurile sunt conectate prin margini pentru a genera rețelei triunghiulare menționate.
DIV id = „F1B9F3B6E5”>
Rezultatul obținut, suprafața de staniu, este o rețea sau o rețea de triunghiuri interconectate, unde fiecare dintre ele reprezintă a Zona omogenă în ceea ce privește variabila studiată. Metoda de staniu va genera, prin urmare, un set de triunghiuri în spațiul care maximizează raportul zonei / perimetrului.
Este foarte obișnuită utilizarea acestuia mai ales pentru modelele de teren bazate pe măsurători cunoscute de elevație, deși poate să fie aplicate la alte măsurători cantitative ale diferitelor variabile de mediu.
IDW INTERPOLARE (GOSTAREA INCENTRARE)
Utilizarea metodei de interpolare IDW Punctele de eșantionare sunt analizate în timpul interpolației. În acest fel, influența unui punct în raport cu alții este redusă sau scăzută ca distanța dintre ele Interpolarea IDW
În metoda de interpolare a IDW, poate fi setată o valoare de putere, numită coeficient P. În mod implicit 2. La o valoare mai mare a P, un accent mai mare sau o greutate atribuită punctelor apropiate pentru a evalua, rezultând o zonă statistică mai abruptă. La o valoare mai mică a P, un accent mai mare pe setul eșantionului de valori, rezultând suprafețe mai înmuântate.
este utilizat în general în procesele de interpolare în care setul de date disponibil pentru interpolare este abundent, acesta este distribuit omogen pe spațiu și nu există distanțe mari între locațiile lor.
interpolare prin spline
Instrumentul spline utilizează o metodă de interpolare care estimează valorile folosind o funcție polinomică care minimizează generalul Curbura suprafeței, rezultând o suprafață moale care se întâmplă exact la punctele de intrare.
DIV id = „F1B9F3B6E5”> 
După cum am spus mai devreme în secțiunea de clasificare, această metodă, împreună cu Kriging, este una dintre metodele exacte de Interpolarea existentă care nu admite aproximări sau netezirea de la valorile de intrare.
Matematic, instrumentul de spalare utilizează funcții polinomiale diferite mai multe acorduri pentru fiecare secțiune, adaptând astfel la o suprafață mai moale, mai puțin abruptă și uniformă.
Cum se efectuează o interpolare în QGIS de la a Stratul de puncte
Toate metodele de interpolare disponibile în QGIS aparțin diferitelor biblioteci pe care le aduce instalate în mod implicit: gdal, iarbă și saga.
Geoprocesele de interpolare utilizate în acest element pentru fiecare Din metode, împreună cu parametrii specificați în imagini, acestea sunt după cum urmează:
- vecinătatea cea mai apropiată metodă: grilă (cel mai apropiat vecin) din biblioteca Gdal
- IDW Metoda : INTERPOLAREA IDW a Bibliotecii QGIS.
- Metoda de staniu: Interpolarea tablă a bibliotecii QGIS.
- Metoda de iarbă de iarbă: V.Surf.bspline Iarbă
Pentru a executa oricare dintre aceste interpolări geoproceselor pe care le putem căuta direct în caseta Herrami Degeoprocerii.
Fiecare dintre metodele de interpolare QGIS are propriul său formular unic pentru a specifica straturile de intrare și ieșire, precum și o serie întreagă de parametri care urmează să fie configurați pentru a se potrivi modelului.
Puteți descărca aici datele climatice utilizate în acest articol pentru a efectua teste de interpolare cu diferitele variabile stocate. În cazul acestui articol, am lucrat interpolarea cu variabila soarelui în Regatul Unit.
Este un set de mijloace de precipitare, temperaturi și ore de soare într-o anumită lună înregistrată în meteorologia principală stațiile Regatului Unit. Datele au fost obținute de la Agenția de Stat a Meteorologiei MetOffice.
Cum să alegeți cea mai bună metodă de interpolare din QGIS?
Alegerea celei mai potrivite metode de interpolare va depinde de însăși natura datelor de eșantionare pe care vrem să le interpolați.
Deci, ar trebui să știm anterior:
- Tipul variabilei pentru a interpola: cantitativ sau calitativ și logica sau aplicarea fiecărei metode pentru fiecare tip de variabilă.
- Eșantionare Statistici Caracteristici: valori maxime, minime, medii și medii, standard Deviație … Puteți verifica următorul articol pentru a ști cum să efectuați o analiză statistică exploratorie cu QGIS.
- Distribuția spațială a variabilelor: omogenitatea spațială a eșantionării, distanța medie între punctele de eșantionare …
- Existența valorilor anormale, clustere și hotspoturi sau răceli care pot deduce sau modifica Suprafața de interpolare.
Evaluarea metodei și estimarea interpolării deleror
ulterior, va fi foarte util să efectuați o evaluare a metodei și eroarea obținută în Interpolarea.
ar putea fi efectuată de compararea anumitor valori reale scăzute din eșantionare valorile estimate obținute prin interpolare la aceleași.
Ulterior, lacfigurarea parametrilor metodei ar trebui să fie reajustată modelul potențialului maxim la valorile măsurătorilor reale.