最近更新时间:2023年06月06日

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“反距离加权 (IDW) 插值通过指定搜索距离、最近点、功率设置和障碍来估计未知值。”

反距离加权 (IDW) 插值的工作原理

无论您是想估计特定区域的降雨量还是海拔,您都可能想了解不同的插值方法,例如反距离加权。

为此,您从已知值开始,然后通过插值估计未知点。

反距离加权 (IDW) 插值是数学的(确定性的),假设更近的值比更远的值与其函数更相关。

虽然如果您的数据密集且间隔均匀则很好,但让我们看看 IDW 的工作原理以及它最适合的地方。

首先,回顾插值

当给定已知值时,插值会估计未知值。

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要估计两者之间的点,请在 x 轴上画一条虚线,然后在 y 轴上画一条虚线。蓝点的一个很好的估计是 0.5 和 0.5。你刚刚做了一个线性插值。

GIS 中的插值工作相同。取已知点。通过估计未知表面来创建表面。

空间插值和 IDW

近点比远点更相似:

靠近警报器的声音比远离警报器的声音大。

下雨时,1 米外比 500 米外更容易下雨。

这些是空间自相关或托布勒地理第一定律的示例。空间自相关是反距离加权的基本假设。

在下面的示例中,红点具有已知的高程值。其他点将被插值。如果您想测量紫色点,您可以设置插值,使其采用固定或可变数量的点。在此示例中,它使用固定数量的点 3 并使用三个最近的点。

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您可以看到 IDW 是一种非常灵活的空间插值方法。您可以用不同的方式设置 IDW 插值。
指定您的搜索半径,您的插值将仅使用搜索半径内的已知点数。

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IDW 插值如此灵活的另一个原因是您可以设置障碍。如果海拔剖面或隔音屏障中有山脊——那么这些都是使用屏障的适当示例。此折线障碍阻止它搜索输入样本点。

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使用python实现空间插值和 IDW

Pyinterpolate 允许您执行:

1.普通克里金法和简单克里金法(点的空间插值),

2.基于质心的多边形泊松克里金法(来自块和区域的空间插值),

3.多边形的区域到区域和区域到点泊松克里金法(从区域到点的空间插值和数据反卷积)。

4.反距离加权。

5.半变异函数正则化和反卷积。

6.半变异函数建模和分析。

使用conda安装包:

conda install -c conda-forge pyinterpolate