ArcGIS中空间数据统计、插值分析-以克里金插值法为例--胡碧峰解析上课讲义
ArcGIS中空间数据统计、插值分析-以克里金插值法为例-胡碧峰解析
（在搜寻邻域内为常数， 不同邻域可以有差别）
可得到关系式:
n
i 1
i 1
Z*(x0)
（2）估计方差最小
2 k
EZ*x0Zx0EZ*x0Zx02
EZ*x0Zx02
min
应用拉格朗日乘数法求条件极值
j E Z * x 0 Z x 0 2 2 i n 1j 0 , j 1 , ,n
2.
分析图层及属性设置
参 数 设 置
插值 方式
3.参数设置
误差 统计
图例调整
输入级 别间距
选择分 级数目
选择手工 输入方式
最后点 OK
空间数据的插值分析-以克里
金插值法为例
2014级硕士胡碧峰
空间插值
空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续 的数据曲面，它包括内插和外推两种算法。前者是 通过已知点的数据计算同一区域内其他未知点的数 据，后者则是通过已知区域的数据，求未知区域的 数据。
主要的内插方法有：
反距离加权（Inverse Distance Weighted） 全局多项式（Global Polynomial Interpolation） 全局多项式（Local Polynomial Interpolation） 径向基函数（Radial Basis Funtions） 克里格内插（ Kriging ）
4、半变异函数/协方差函数。 该图可以反应数据的空间相关
程度，只有数据空间相关，才有必要进行空间插值法。图表的横 坐标表示任两点的空间距离，纵标表示该两点的半变异函数值。 根据距离越近越相似的原理，因而x值越小，y值应该越小。
在ArcGIS中进行常规克里格插值 的基本操作流程
调入“地统计分析“工具
ArcGIS中空间数据统计、插值分析-以克里金插值法为例--胡碧峰解析
可采用一个线性组合来估计：
n
z*x0 i zxi i 1
无偏性和估计方差最小被作为 选取的标准 i
无偏 E Zx0 Z * x0 0 最优 Var Zx0 Z * x0 min
2、直方图：直方图显示数据的概率分布特征以及概括 性的统计指标。从图中可观察分析数据是否为正态分布。克
里格方法对正态数据的预测精度最高，而且有些空间分析方法特 别要求数据为正态分布。
3、正态QQ Plot图： 检查数据的正态分布情况。作图原理是用分位图
思想。直线表示正态分布，从图中可以看出数据很接 近正态分布
j
E
Z *x0 Zx0 2
2
n
j
0,
i1
j 1, , n
Z*(x0)
1、数据检查，即空间数据探索分析。此功能主要通过 Explore Data菜单中实现。扩展模块提供了多种分析工具， 这些工具主要是通过生成各种视图，进行交互性分析。 如直方图、QQ plot图、半变异函数/协方差图等。
（3）趋势分析图。 蓝线表示南北方向，呈近似水平，可见南北方向无
趋势。绿线表示东西方向，呈倒"U"形，可用二阶曲线 拟合，在后面进行表面预测时将会去除。
4、半变异函数/协方差函数。 该图可以反应数据的空间相关
程度，只有数据空间相关，才有必要进行空间插值法。图表的横 坐标表示任两点的空间距离，纵标表示该两点的半变异函数值。 根据距离越近越相似的原理，因而x值越小，y值应该越小。
克里金插值
克里金方法（Kriging）, 是以南非矿 业工程师D.G.Krige (克里格)名字命名的一 项实用空间估计技术，是地质统计学 的重 要组成部分，也是地质统计学的核心。
arcgis克里金插值等值线标注
arcgis克里金插值等值线标注（原创实用版）目录1.引言2.ArcGIS 克里金插值的概念和原理3.ArcGIS 克里金插值等值线标注的方法和步骤4.应用实例5.总结正文1.引言ArcGIS 是一款功能强大的地理信息系统软件，它可以帮助用户处理、分析和可视化地理空间数据。
在地理数据分析中，插值是一种常用的方法，它可以根据已知的数据点预测未知区域的地理特征。
克里金插值是一种基于空间变异理论的插值方法，它具有较强的适应性和精确度。
在 ArcGIS 中，可以通过插值工具创建克里金插值图，并通过等值线标注方法对插值结果进行可视化表达。
本篇文章将详细介绍 ArcGIS 克里金插值等值线标注的方法和步骤。
2.ArcGIS 克里金插值的概念和原理克里金插值（Kriging Interpolation）是一种基于空间变异理论的插值方法，它通过对空间数据的变异特征进行建模，预测未知区域的地理特征。
克里金插值的基本原理是：在空间域中，一个点的值受到其邻近点的影响，而邻近点的影响程度与其距离成反比。
因此，可以通过构建空间权重矩阵，计算每个点对预测点的影响程度，从而预测未知区域的值。
3.ArcGIS 克里金插值等值线标注的方法和步骤（1）准备数据：首先需要准备一组地理空间数据，包括需要预测的变量值和空间坐标。
（2）创建克里金插值图：在 ArcGIS 中，使用"Spatial Analyst Tools"工具箱中的"Interpolate"工具创建克里金插值图。
需要设置插值方法、插值参数和输出参数等。
（3）计算等值线：使用"Spatial Analyst Tools"工具箱中的"Calculate Distance"工具计算每个点与其邻近点的距离。
然后，根据插值图和距离信息，使用"Spatial Analyst Tools"工具箱中的"Raster Calculator"工具计算等值线。
ARCGIS空间分析操作步骤详解
ARCGIS空间分析基本操作一、实验目的1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。
2. 掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(Raster Reclassify)、栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计(Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer) 、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（Cell Statistic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。
3. 为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。
二、实验准备预备知识：空间数据及其表达空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。
空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。
它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。
在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。
有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达; 一是矢量表达。
两种数据格式间可以进行转换。
空间分析空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。
空间分析是地理信息系统的主要特征。
空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的主要指标。
空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。
空间分析运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段。
空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。
空间分析步骤根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。
通常，所有的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。
ARCGIS插值方法原理
ARCGIS插值方法原理ArcGIS是一款具备强大的空间分析和地理信息系统功能的软件。
在该软件中，插值方法是一种常用的空间分析工具，用于估计未知位置上的数据值。
ArcGIS提供了多种插值方法，包括克里金插值、反距离插值、样条插值等。
下面将分别介绍这些方法的原理和使用情况。
1.克里金插值方法克里金插值方法是一种基于空间自相关性原理的插值方法，通过对样本点进行空间相关分析，然后根据该分析结果对未知位置进行插值。
克里金插值方法的原理基于克里金理论，即通过计算样本点与未知点之间的空间相关性，来预测未知点的数值。
在ArcGIS中，克里金插值方法有多种变体，如简单克里金、普通克里金、泛克里金等。
2.反距离插值方法反距离插值方法是一种基于距离程度的插值方法，其原理是认为未知位置的值与其周围已知值的距离成反比。
因此，距离已知点越近的未知位置，其值越可能与该已知点相似。
在ArcGIS中，反距离插值方法提供了多种参数选项，如权重指数、半径等，用户可以根据具体应用场景进行选择和调整。
3.样条插值方法样条插值方法是一种基于数学函数模型的插值方法，在ArcGIS中也被称为Kriging方法。
该方法将空间表面视为一个连续的函数，通过对样本点进行函数拟合，来推断未知位置的值。
样条插值方法可分为二维样条插值和三维样条插值，具体使用哪种方法取决于输入样本数据的空间特征。
ArcGIS还提供了其他插值方法，如最近邻插值、多项式插值等。
这些方法根据数据特性和需求的不同，可以选择相应的插值方法来推断未知位置的值。
在插值过程中，用户可以调整一些参数选项，如网格大小、半径等，以获得更准确的插值结果。
此外，用户还可以通过制作插值模型和验证结果的方式，进一步优化插值的效果。
总结起来，ArcGIS提供了多种插值方法，可以根据实际情况选择适合的方法。
这些方法的原理基于空间自相关性、距离程度和数学函数模型等，利用已知点的信息来推测未知位置的值。
插值方法在地理信息系统中有着广泛的应用，可以用于生成地图、估算地下水位、预测空气质量等。
ArcGIS 地统计克里金插值
ArcGIS 地统计克里金插值1.1 地统计扩ArcGIS 地统在软件中轻易地统计学的功（1）ESDA：（2）表面预（3）模型检地统计学起源的克里格方法方法是最主要1.2 表面预测ArcGIS 地统程。
一个完整的空现数据的特点Data 菜单及选择和预测模Geostatistic部分，一部分下面将按上述（注：[1]文章量样本），整本理论一般未准名称的也未我们下面的任扩展模块简介统计分析模块在易实现。
体现了功能在地统计分：探索性空间数测（模拟）和验与对比。
源于克里格。
当法。
虽然空间数要、最常用的空测主要过程统计扩展模块的空间数据分析过点，比如是否为其下级菜单完模型的选择；最cal Wizard 菜分作为训练样本述表面预测过程章示例中所使用整个过程均使用未进行解释，可未进行解释。
）任务是根据测量ArcGIS 打印20在地统计学与 G了以人为本、可分析模块的都能数据分析，即数误差建模；当时他用此法预数据分析还有其空间分析方法，的菜单非常简单过程，或者说表为正态分布、有成）；然后选最后检验模型是菜单完成）。
1/ 12C本，一部分作为程进行叙述。
用的数据为 Ar用此数据；[2]文可查阅相关地统量所得到的某地地统计学习印 | 推荐 | 评007-8-1 09: GIS 之间架起了可视化发展的趋能实现，包括：数据检查；预测矿产分布，其他方法，如 I下面也以此法单，如下所示，表面预测模型，有没有趋势效应择合适的模型是否合理或几种Create Subse为检验样本。
rcGIS 扩展模文章以操作方统计理论资料；地臭氧浓度数据习指南( 一)评分 11 了一座桥梁。
使趋势。
后来经过别人IDW（反距离加法为主进行。
但由此却可以一般为。
拿到应、各向异性等进行表面预测种模型进行对比ets菜单的作块中所带的学法介绍为主，操作中所用到据进行全区的臭使得复杂的地统改进修改发展加权插值法）等完成完整的空到数据，首先要等等（此功能主，这其中包括比；（后两种功用是为把采样习数据（某地所涉及到的地的某些参数为臭氧浓度预测。
arcgis 克里金插值 实验步骤
arcgis 克里金插值实验步骤克里金插值是地理信息系统（GIS）中常用的一种插值方法，用于根据已知点的空间分布和属性值来推断未知点的属性值。
在ArcGIS软件中，克里金插值是一个强大的空间分析工具，可以帮助用户更好地理解空间数据的分布规律。
在进行克里金插值实验之前，首先需要准备一些必要的数据和工具。
下面是在ArcGIS中进行克里金插值实验的具体步骤：1. 打开ArcGIS软件，并加载要进行插值的数据。
这些数据可以是点数据、线数据或面数据，其中点数据最为常用。
确保数据的属性字段中包含有用于插值的数值字段。
2. 确定插值的参数设置。
在ArcGIS中，克里金插值的参数包括插值方法、搜索半径、插值权重等。
根据实际情况，选择合适的参数值进行插值。
3. 打开“空间分析”工具箱，在“插值”工具集中选择“克里金插值”工具。
在弹出的参数设置对话框中，选择要插值的数据图层、插值字段和输出栅格数据的保存位置。
4. 设置克里金插值的参数。
根据实际情况，设置插值方法（如简单克里金、普通克里金、泛克里金等）、搜索半径、插值权重等参数值。
5. 运行插值分析。
点击“运行”按钮，ArcGIS将根据所设置的参数值进行克里金插值分析，并生成插值结果。
在插值结果中，可以看到未知点的预测值和插值的插值误差。
6. 分析插值结果。
查看插值结果的插值图和插值误差图，分析插值的精度和可靠性。
根据需要，可以对插值结果进行进一步的处理和分析。
通过以上步骤，您可以在ArcGIS中进行克里金插值实验，并得到插值结果。
克里金插值是一种常用的空间插值方法，可以帮助您更好地理解地理数据的分布规律，为地理分析和决策提供有力的支持。
希望以上步骤对您有所帮助，祝您实验顺利！。
ArcGIS克里金空间插值方法介绍
谢 谢！
克里金插值法
5、打开ArcToolBox工具箱，点击“Spatial Analyst工具” “插值”双击“克里金法”
克里金插值法
6、输入点要素选“Sheet1$个事件”，Z值字段选一个要研 究的对象（这里选的Pb）,点击“确定”，耐心等候
7、计算完成后，系统显示插值的结果如下
克里金插值法
克里金插值法
1、打开ArcMap 10
克里金插值法
克里金插值法
2、新建一个项目，调入几个已有图层当背景
克里金插值法
3、添加数据，找到“经仕铅业2014.xls”，双击，显 示“sheet1$”，选中，点击“添加”
克里金插值法
4、点击“文件”“添加数据”“添加XY数据(A)”， 数据表选“Sheet1$”，X字段选JD,Y字段选WD,Z字段 可不选，坐标系选WGS-1984,点击“确定”
8、显示的结果图很不好看，将结果图层按“拉伸”方式 显示，稍微好看一点了，这是按12个点进行插值的结果
克里金插值法
这是按24个点和48个点进行插值的结果，可以看出还是有 些结果，区别非常大的
克里金插值法
经过选用不同的参数进行插值的结 果来看，插值的样本越密，插值点数越 多，得到的插值结果图越光滑，可信度 越高，但运算量也越大
ArcGIS 几种空间插值方法介绍 克里金插值法
龚资林 2014.10.10
克里金插值法
基本思想:
克里金插值与IDW(反距离权重法)插 值的区别在于权重的选择，IDW仅仅将距 离的倒数作为权重，而克里金考虑到了空 间相关性的问题。它首先将每两个点进行 配对，这样就能产生一个自变量为两点之 间距离的函数。对于这种方法，原始的输 入点可能会发生变化。在数据点多时，结 果更加可靠。
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2.
分析图层及属性设置
参 数 设 置
插值 方式
3.参数设置
误差 统计
图例调整
输入级 别间距
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i1
（在搜寻邻域内为常数， 不同邻域可以有差别）
可得到关系估计方差最小
2 k
EZ*x0Zx0EZ*x0Zx02
EZ*x0Zx02
min
应用拉格朗日乘数法求条件极值
j E Z * x 0 Z x 0 2 2i n 1j 0 , j 1 , ,n
Z*(x0)
1、数据检查，即空间数据探索分析。此功能主要通过 Explore Data菜单中实现。扩展模块提供了多种分析工具， 这些工具主要是通过生成各种视图，进行交互性分析。 如直方图、QQ plot图、半变异函数/协方差图等。
2、直方图：直方图显示数据的概率分布特征以及概括 性的统计指标。从图中可观察分析数据是否为正态分布。克
n
z*x0izxi i1 （普通克里金）
•不仅考虑待估点位置与
已知数据位置的相互关 系，而且还考虑变量的 空间相关性。
（应用随机函数理论）
井眼 地震
克里金估值的基本思路
----以普通克里金为例
设x1, , xn 为区域上的一系列观测点，zx1,,zxn
为相应的观测值。区域化变量在 x 0 处的值 z*x0
克里金插值
克里金方法（Kriging）, 是以南非矿 业工程师D.G.Krige (克里格)名字命名的一 项实用空间估计技术，是地质统计学 的重 要组成部分，也是地质统计学的核心。
简单克里金(SK) 普通克里金(OK) 泛克里金(UK) 协同克里金(CK) 贝叶斯克里金（BK）指示克里金(IK)
克里金插值方法
里格方法对正态数据的预测精度最高，而且有些空间分析方法特 别要求数据为正态分布。
3、正态QQ Plot图： 检查数据的正态分布情况。作图原理是用分位图
思想。直线表示正态分布，从图中可以看出数据很接 近正态分布
（3）趋势分析图。 蓝线表示南北方向，呈近似水平，可见南北方向无
趋势。绿线表示东西方向，呈倒"U"形，可用二阶曲线 拟合，在后面进行表面预测时将会去除。
可采用一个线性组合来估计：
n
z*x0izxi i1
无偏性和估计方差最小被作为 选取的标准 i
无偏 EZx0Z*x00 最优 VaZrx0Z*x0min
Z*(x0)
（1）无偏条件
从本征假设出发, 可知 EZx为常数,有
E Z * x0 Z x0
E
n i 1
iZ xi
Z x0
n i m m 0
ArcGIS中空间数据统计、插值 分析-以克里金插值法为例--胡
碧峰解析
空间插值的理论假设是：空间位置上越靠近的点，越可能 具有相似的特征值，而距离越远的点，其特征值相似的可能 性越小。空间插值方法正是依据该假设设计的，分为整体插 值方法和部分插值方法两类。
整体插值：用研究区域所有采样点的数据进行全区域 特征拟合，如边界内插法、趋势面分析等。 部分插值：仅仅用邻近的数据点来估计未知点的值， 如最邻近点法（泰森多边形方法）、移动平均插值方法 （距离倒数插值法）、样条函数插值方法、空间自协方差 最佳插值方法（克里金插值）等。
4、半变异函数/协方差函数。 该图可以反应数据的空间相关
程度，只有数据空间相关，才有必要进行空间插值法。图表的横 坐标表示任两点的空间距离，纵标表示该两点的半变异函数值。 根据距离越近越相似的原理，因而x值越小，y值应该越小。
在ArcGIS中进行常规克里格插值 的基本操作流程
调入“地统计分析“工具