实验报告-克里金内插法

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2024年7月20日发(作者：)

韩山师范学院地理科学专业ArcGIS实验教程课实验报告

班级 学号 姓名 同组

实验日期 实验地点 教师 评分

克里金方法内插生成高程曲面

一、实验目的

地统计模块中提供了六种克里金插值方法，每种方法的原理及适用范围不尽相同。通过

练习熟练掌握并理解每种克里金方法的原理及实现过程，体会在具体应用中的适应性。

二、实验要求

根据数据特征，至少选用一种克里金方法内插生成高程表面，并分析对于此例，该方法

的适用性。

三、实验数据

实验数据为某地区的高程采样点（jyg,shp）；数据存放于…Chp10Ex1,请将其拷贝到E：

/Chp10/Ex1。结果数据存放于…Chp10Ex1Result中。

四、实验内容

（一）实验操作步骤

1.在ArcMap中加载。

2.右击工具栏，启动地理统计模块【Geostatistical Analyst】。如果【Geostatistical Analyst】

窗口显示为灰色不可用时，请单击菜单栏【自定义】|【扩展模块】，在弹出的对话框中为

【Geostatistical Analyst】选项打勾，单击关闭，此时【Geostatistical Analyst】模块已经启用。

3.选择【Geostatistical Analyst】|【子集要素】，如图1所示。

图1

图2 生成数据子集的参数设置

4.在弹出的对话框中，【输入要素】中选择需要生成子集的数据jyp，在【训练要素子集

的大小】中设置训练子集与检验子集的比例，这里为80，当该值为100时，生成的训练子

集和输入的数据一致，所以不能设置为100。单击【确定】按钮。（图2）

5.单击选中jyp_training层面，再单击【Geostatistical Analyst】模块的下拉箭头选择【探

索数据】并单击【直方图】命令，或选择单击【正态QQ图】命令，生成结果如图3所示。

由图可知，数据分布符合正态分布的假设，不需要进行数据变换。

图3 数据分布检验图

6.单击【Geostatistical Analyst】模块下的下拉箭头选择【探索数据】单击【趋势分析】

命令，查看数据是否存在趋势，如图4所示。由图可看出，南北方向具有微弱的趋势，而东

西方向上有明显的东高西低的趋势出现，因此需要用一次曲面拟合，在后续剔出趋势的操作

中选择【First】。

7.单击【Geostatistical Analyst】模块下的下拉箭

头并单击【地统计向导】命令。

8.在【数据集】选项中选择训练数据jyg_training

及其属性STATION，在【Methods】中选择择Kriging

内插方法，最后单击【下一步】，（图5）。

9.在弹出的对话框中，在【Kriging Type】列表框

中选择泛克里金【Universal】，在【Output Type】列表

框中选择预测图【Prediction】，选项卡中的

【Transformation Type】里选择None变换方式，在

【Order of Trend Removal】里选择First，单击【下一

步】（图6）。

10.在方法属性对话框中，单击【下一步】（图7）。

图4 数据趋势检验

图5 地统计数据集选择对话框

图6 地统计内插方法选择对话框

图7 趋势去除示意图

11.在半变异函数/协方差建模对话

框中（图8），先按照默认参数进行操作，

在得到对模型精度评定的结果后，发现

结果误差太大，返回更改该对话框中的

参数。经比较发现，将分组数【Number

of Lags】设为10得到的结果较好。需注

意的是，在设置分组数时，尽量保证每

组中的样点对数大于10。最后单击【下

图8 半变异/协方差建模参数设置对话框

一步】。

12.在搜索领域对话框中，单击【下一步】。

13.在交叉验证对话框中，显示了对模型的精度的评价，如图9所示。

在对不同参数得到模型的比较中，可参考Prediction Error中的几个指标。符合以下标准

的模型是最优的：标准平均值最接近于0，均方根最小，平均值误差最接近于均方根误差，

平均标准误差最接近于1.最后单击【下一步】。

单击【完成】|【确定】。泛克里金法内插结果如图10所示。

图10 泛克里金内插生成的预测图

图9 交叉验证结果图

14.双击jyg层面，在弹出的【图层属性】对话框中，选择【符号系统】选项卡，展开数

量列表，选中【分级符号】，在【值】中选择STATION，将符号大小的变化范围改为4~16，

再单击【确定】按钮，如图11所示。

图11 层面属性设置对话框

图12 叠加显示结果图

15. 将内插生成的层面与jyg叠加显示，如图12所示。

16.将内插表面输出为栅格数据。右键单击Kriging图层，单击【数据】菜单下【导出至

栅格】命令，将图层输出为栅格数据，在弹出的对话框中设置栅格数据的栅格大小、保存路

径、名称等参数，设置完成后点击【确定】按钮（图13），并将生成的栅格层面jyggrid添

加到视图中。

图13 转换为栅格数据的参数设置

双击jyggrid层面，在弹出的属性对话框中，选择【符号系统】选项卡，单击【已分类】，

在【类别】中选择10级，在【色带】下拉菜单中选择黄色渐变色，如图14所示，单击【确

定】，最后单击菜单【文件】下的【保存】命令保存此地图文档，命名为。

图14 层面属性设置对话框

（二）实验分析

由图15可以看出，原始数据

点层按高程值的大小以符号大小

来表示，预测表面也是按高程值的

大小以颜色深浅来表示。两个层面

都表现出东高西低的趋势，与前面

【趋势分析】的结果也一致。在图

幅的中心位置，数据点的值相差不

大，在预测表面上也以同一颜色表

示。而在图幅的右上角，两侧的数

据点比中间的数据点高程值略大，

在预测表面上也表现出这一特点。

通过以上分析可以看出，对于此

例，利用泛克里金方法进行内插是适合的。

五、老师评语

图15 叠加显示结果图

日期

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