Escolhendo interpolação IDW vs Kriging para criação de DEM?


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Estou tentando criar um DEM usando dados pontuais espaçados muito regularmente, com cerca de 10m de distância. A área que estou interpolando é uma instalação educacional com muitos estacionamentos planos e campos de futebol, mas ainda tem algumas colinas bastante íngremes que costumam chegar a um estacionamento. Devido a esses platôs conhecidos, eu descartei o método Splining; No entanto, ainda não tenho certeza entre o uso dos métodos IDW e Kriging. Não vejo muita diferença depois de tentar os dois e ainda não tomei minha decisão depois de um pouco de pesquisa.

Alguém tem algumas palavras de sabedoria para esclarecer isso para mim?


Eu acho que você precisa de algo como " modelagem DME condicionada ", quando Kriging é uma boa escolha ... Para levar em conta as diferentes fontes de erro que você enfrenta no seu problema.
Peter Krauss

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Bem-vindo ao GIS.SE. Os pontos foram selecionados de forma inteligente por um agrimensor de campo, como costuma acontecer? Ou seja, eles escolheram pontos em intervalos na encosta? Além disso, qual é o objetivo do DEM - contorno, volumes? Tais questões podem afetar nossos conselhos.
Martin F

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O Kriging deve funcionar melhor que o IDW, mas requer muita experiência e cuidado nessa situação, porque sua descrição da topografia indica que a correlação espacial não será estacionária, o que é uma suposição crucial por trás do kriging. (Sem essa suposição, não é possível estimar um variograma válido.) Se você tiver a opção, poderá criar um TIN.
whuber

+1 para o NIF, realmente vale a pena levar em consideração no seu caso.
radouxju

Respostas:


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Ambas as formas se apóiam na primeira lei da geografia de Tobler: coisas próximas são mais relacionadas do que coisas mais distantes.

IDW é a mais simples das duas técnicas. Envolve o uso de valores z conhecidos e pesos determinados em função das distâncias entre os pontos desconhecidos e conhecidos. Como tal, nos pontos IDW que estão distantes, têm muito menos influência do que os pontos próximos. O efeito dos pesos de distância inversa pode ser determinado pelo usuário alterando a potência para a qual a distância inversa é aumentada.

IDW usando um raio de pesquisa

Como visto neste diagrama, é possível determinar os limites de quais pontos de dados (valores z) o IDW deve levar em consideração usando um raio de pesquisa .

O IDW difere de Kriging no fato de nenhum modelo estatístico ser usado. Não há determinação da autocorrelação espacial levada em consideração (isto é, como as variáveis ​​correlacionadas estão a distâncias variáveis ​​não são determinadas). No IDW, apenas valores z conhecidos e pesos de distância são usados ​​para determinar áreas desconhecidas.

A IDW tem a vantagem de ser fácil de definir e, portanto, fácil de entender os resultados. Pode ser desaconselhável usar o Kriging se você não tiver certeza de como os resultados foram alcançados. Kriging também sofre quando há discrepâncias (veja aqui uma explicação).

A ESRI declara :

Kriging é mais apropriado quando você sabe que há uma distância espacialmente correlacionada ou um viés direcional nos dados. É frequentemente usado na ciência e geologia do solo.

Kriging é um método estatístico que utiliza variogramas para calcular a autocorrelação espacial entre pontos em distâncias graduadas (uma boa introdução pode ser encontrada aqui: Statios Variogram Introduction e Washington Intro to Variographams ). Ele usa esse cálculo de autocorrelação espacial para determinar os pesos que devem ser aplicados em várias distâncias. A autocorrelação espacial é determinada tomando-se diferenças quadráticas entre os pontos. Para esclarecer, Kriging é semelhante ao IDW:

Como a interpolação IDW, a krigagem forma pesos a partir dos valores medidos ao redor para prever locais não medidos. Como na interpolação IDW, os valores medidos mais próximos dos locais não medidos têm maior influência. ( Fonte )

Mas difere na medida em que os pesos são ajudados determinados pelo semi-variograma.

Equação do Variograma

“Onde n é o número de pares de pontos amostrais de observação dos valores do atributo z separados em relação à distância h” (Burrough e McDonnell, 2004: 134).

O semivariograma

Existem vários tipos diferentes de nicho de Kriging .

Leitura adicional:

  1. Como o IDW funciona .
  2. Como o Kringing funciona :
  3. Como usar o Kriging:
  4. Tipos de interpolação :
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