GIS空间插值(局部插值方法)实习记录
一、空间插值的概念和原理
当我们需要做一幅某个区域的专题地图,或是对该区域进行详细研究的时候,必须具备研究区任一点的属性值,也就是连续的属性值。但是,由于各种属性数据(如降水量、气温等)很难实施地面无缝观测,所以,我们能获取的往往是离散的属性数据。例如本例,我们现有一幅山东省等降雨量图,但是最终目标是得到山东省降水量专题图(覆盖全省,统计完成后,各地均具有自己的降雨量属性)。
空间插值是指利用研究区已知数据来估算未知数据的过程,即将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面。利用空间插值,我们就可以通过离散的等降雨量线,来推算出山东省各地的降雨量了。
二、空间插值的几种方法及本次实习采用的原理和方法
– 整体插值方法
? 边界内插方法 ? 趋势面分析 ? 变换函数插值
– 局部分块插值方法
? 自然邻域法 ? 移动平均插值方法:反距离权重插值 ? 样条函数插值法(薄板样条和张力样条法) ? 空间自协方差最佳插值方法:克里金插值 ■局部插值方法的控制点个数与控制点选择问题
局部插值方法用一组已知数据点(我们将其称为控制点)样本来估算待插值点(未知点)的值,因此控制点对该方法十分重要。
为此,第一要注意的是控制点的个数。控制点的个数与估算结果精确程度的关系取决于控制点的分布与待插值点的关系以及控制点的空间自相关程度。为了获取更精确的插值结果,我们需要着重考虑上述两点因素(横线所示)。
第二需要注意的是怎样选择控制点。一种方法是用离估算点最近的点作为控制点;另一种方法是通过半径来选择控制点,半径的大小必须根据控制点的分布来调整。
结合上述分析,在本次实习过程中,我们采用局部分块内插的这4种方法(上文中划横线的方法)进行插值,首先,我们按照默认参数进行插值,目的是粗略比较各种方法的优劣;然后选择出最好的一种方法,对该方法再尝试用不同的权重和点数参数来插值,得出最佳的效果。
三、目标
1、根据带坐标的山东省县域矢量地图(sd_county.shp),完成山东年平均降水量与矢量图的
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配准;
2、比较各种不同插值算法的优劣;
3、做出山东省各县年平均降水雨量专题图。
四、数据源
1、采用兰伯特等角圆锥投影、以国家2000坐标系为基准面的山东省县域行政区划矢量图
如图:
2、山东年平均降水量分布图(mm)71-00.jpg。
五、软件平台:ArcGIS 10.0
六、具体操作步骤
S1、为该次实习建立一个工作目录,将山东省气候要素图导入到该文
件夹中来;
S2、在该目录下新建一个shapefile文件,命名为“山东省等降水量
线”,类型为“线”,导入山东省县域矢量图的坐标——确定。如图:
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S3、配准
1、将“山东年平均降水量分布图(mm)71-00.jpg”添加到现在的图层,调用“地理配准”工具栏:
2、选择标志性点,对两幅图进行配准:
如图:在德州市附近的轮廓线上,存在一个明显的拐点,于是利用这个明显的拐点对两
幅图像进行配准:
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