半變異函數


半變異函數

半變異函數通常會應用在克里金插值中,用於檢驗所采集的樣本數據中是否存在空間自相關。若空間自相關弱或沒有空間自相關則不能用克里金進行插值。那用什么呀?我現在還沒學到😂

意義:

對空間自相關這一概念進行了量化分析,研究其鄰近范圍到底相似多少。

半變異函數的定義:

半變異函數和普通的函數一樣,擁有自變量和因變量,其中自變量是步長h,因變量是半變異函數值\(\gamma(h)\),其函數式為:

\(\gamma(h)=\frac{1}{2n(h)}\sum_{s=1}^{n(h)}[x(s)-x(s+h)]^2\)

式中,s為樣本點,\(x(s)\)為樣本點s的屬性值,\(n(h)\)為距離為h的點對數。故求出半變異函數值是,樣本點s和距離其h的樣本點屬性差值的平方的平均值。

半變異函數值在坐標中顯示為離散的點,將這些點擬合為曲線需要進行建模。

半變異函數一般用變異曲線來表示,橫坐標為步長,縱坐標為半變異函數值。如下圖所示:

半變異函數曲線

由圖中可以看出距離越遠,半變異函數值越大,說明兩點間的屬性相關性就越小;因此當距離越近,半變異函數值越小,相關性越大。當距離為0時,理論上半變異函數值為0,但由於測量誤差的影響,其通常不為0,就稱為塊金效應\(C_0\)

變程:

當對象屬性之間存在空間自相關時,變異曲線就會隨着距離的增加逐漸趨於平穩。當變異曲線首次呈現水平狀態的距離稱為變程。比該變程距離近的樣本點具有空間自相關,比該變程距離遠的樣本點不具有空間自相關。

基台:

半變異函數在變程處取得的函數值稱為基台。偏基台為基台值減去塊金效應。

步長大小的選擇:

步長大小的選擇對於經驗半變異函數有着重要的影響。例如,如果步長過大,短程自相關可能會被掩蓋。

確定步長大小的另一種方法是使用平均最近鄰工具確定點與最近的相鄰要素之間的平均距離。這可提供一個非常好的步長大小,因為所有步長都會在其中至少包含數個點對。

變異函數模型


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