第三章-5空间数据的内插方法.ppt

n n 复习复习 题题n多元数据融合多元数据融合（1）你所理解的数据融合？多元数据融合的目的？（2）遥感与GIS数据融合的好处？（3）不同格式GIS数据的融合方法有哪几种？n空间数据的压缩与重分类空间数据的压缩与重分类（1）名词解释：空间数据压缩（2）空间数据重分类的目的？举例说明其基本思路？空间数据的内插方法什么是什么是空间数据的内插空间数据的内插空间数据的内插空间数据的内插设已知一组空间数据，它们可以是离散点的形式，也设已知一组空间数据，它们可以是离散点的形式，也可以是多边形分区数据的形式，现在要从这些数据中可以是多边形分区数据的形式，现在要从这些数据中找到一个函数关系式，使关系式最好地逼近这些已知找到一个函数关系式，使关系式最好地逼近这些已知的空间数据，并能根据该函数关系式推求出区域范围的空间数据，并能根据该函数关系式推求出区域范围内其也任意点或任意多边形分区范围的值。内其也任意点或任意多边形分区范围的值。n n这种通过已知点或多边形分区的数据，推求任意点或这种通过已知点或多边形分区的数据，推求任意点或这种通过已知点或多边形分区的数据，推求任意点或这种通过已知点或多边形分区的数据，推求任意点或多边形分区数据的方法就称为空间数据的内插。多边形分区数据的方法就称为空间数据的内插。多边形分区数据的方法就称为空间数据的内插。多边形分区数据的方法就称为空间数据的内插。5 515.5m15.6m15.8m15.9m高程高程n n空间数据内插的分类空间数据内插的分类空间数据内插的分类空间数据内插的分类n n根据已知点和已知多边形分区数据的不同，将空间数根据已知点和已知多边形分区数据的不同，将空间数根据已知点和已知多边形分区数据的不同，将空间数根据已知点和已知多边形分区数据的不同，将空间数据内插分为：据内插分为：据内插分为：据内插分为：n n点的内插，用来建立具有连续变化特征现象（例如点的内插，用来建立具有连续变化特征现象（例如点的内插，用来建立具有连续变化特征现象（例如点的内插，用来建立具有连续变化特征现象（例如地面高程等）的数值方法。地面高程等）的数值方法。地面高程等）的数值方法。地面高程等）的数值方法。n n多边形分区的内插，是根据一组多边形分区的已知多边形分区的内插，是根据一组多边形分区的已知多边形分区的内插，是根据一组多边形分区的已知多边形分区的内插，是根据一组多边形分区的已知数据来推求同一地区另一组多边形分区未知数据的数据来推求同一地区另一组多边形分区未知数据的数据来推求同一地区另一组多边形分区未知数据的数据来推求同一地区另一组多边形分区未知数据的内插方法。内插方法。内插方法。内插方法。点的内插方法理论基础理论基础空间相关性，即对地理上连续分布的现象，邻近点之空间相关性，即对地理上连续分布的现象，邻近点之间关联性强，较远的点之间关联性弱或者无关。间关联性强，较远的点之间关联性弱或者无关。这样才能用未知点附近的已知数据点的数据，推测未这样才能用未知点附近的已知数据点的数据，推测未知点处的数据。知点处的数据。5.15.1数学原理：（数学原理：（已知的数据已知的数据数学关系（函数数学关系（函数)未知数据；未知数据；）建立数字高程模型建立数字高程模型建立数字高程模型建立数字高程模型的点的内插方法：的点的内插方法：整体内插法整体内插法趋势面分析趋势面分析分块内插法分块内插法线性内插法线性内插法双线性多项式内插法双线性多项式内插法双三次多项式内插法（双三次多项式内插法（Spline）逐点内插法逐点内插法移动拟合法移动拟合法加权平均法（加权平均法（IDW）克里金法（克里金法（Kriging）建立数字高程模型的一般步骤：建立数字高程模型的一般步骤：数据取样数据取样数据内插数据内插数据精度分析数据精度分析数据取样数据取样建立数据高程模型，就是要建立数据高程模型，就是要生成按网格形式排列的地面生成按网格形式排列的地面点高程。一般可以先从现有点高程。一般可以先从现有地形图的等高线上进行数据地形图的等高线上进行数据取样。取样点可以沿着地性取样。取样点可以沿着地性线（山脊线、山谷线、坡度线（山脊线、山谷线、坡度变换线），或沿着等高线，变换线），或沿着等高线，或沿着断面线布设。即数据或沿着断面线布设。即数据点应选择在地性线的坡度改点应选择在地性线的坡度改变处，或沿等高线在方向改变处，或沿等高线在方向改变的地点，这样，数据点落变的地点，这样，数据点落在地形特征点上，能很好地在地形特征点上，能很好地控制地表面形态。控制地表面形态。数据内插数据内插由于取样的数据呈离散点分布形式，或者数据由于取样的数据呈离散点分布形式，或者数据点虽然按照格网排列，但格网的密度不能满足点虽然按照格网排列，但格网的密度不能满足使用的要求，这样就需要以数据点为基础进行使用的要求，这样就需要以数据点为基础进行插值运算。插值运算。插值运算要选择一个合理的数学模型，利用已知点插值运算要选择一个合理的数学模型，利用已知点的数据求出插值函数的待定系数。的数据求出插值函数的待定系数。点的内插方法点的内插方法由于地面形态千变万化，既无规律又不重由于地面形态千变万化，既无规律又不重复性，整体内插法使用一般运用较少，复性，整体内插法使用一般运用较少，通通常使用局部分块内插法和逐点内插法。常使用局部分块内插法和逐点内插法。（1）分块内插法）分块内插法把整个内插空间分成若干子块（三角形或四方形等），并对各子块求出其曲面函数来模拟曲面形态。线性内插法是将所有的已知数据点连接成三角网的形式，使用靠近内插点的三个已知数据点来确定三角网中的一个三角形形成的空间平面，继而求出该内插点在平面中的高程值。设所求的线性内插函数形式为：zp=a0+a1x+a2y将内插点周围的3个数据点的数据代入多项式，即可解算出系数a0、a1、a2。z z1 1=a=a0 0+a+a1 1x x1 1+a+a2 2y y1 1z z2 2=a=a0 0+a+a1 1x x2 2+a+a2 2y y2 2z z3 3=a=a0 0+a+a1 1x x3 3+a+a2 2y y3 3Z=a0+a1x+a2y双线性多项式内插将内插点周围的将内插点周围的4 4个数据点的数据值代入多项式，即可解算出系数个数据点的数据值代入多项式，即可解算出系数a0a0、a1a1、a2 a2、a3 a3。（2）逐点内插法）逐点内插法 原理：原理：用待插点周围若干已知点数据拟合一个函数，用该函数计算待插点的值。1、最邻近法、最邻近法取与待定点距离最近的点的数据。d=mindi,j zi2、简单平均法简单平均法以待定为圆心，取n 个点。3、距离加权平均法、距离加权平均法Di,j-P为权重，d为数据点到待插值点的距离。实例：城市地价插值1050元/平米1400元/平米1500元/平米1200元/平米1050元/平米1400元/平米1500元/平米1200元/平米250米230米120米90米1050元/平米待估点地价=（1050+1200+1400+1500）/4=1287元/平米简单平均法：简单平均法：简单平均法：简单平均法：待估点地价=1050元/平米距离最近距离最近距离最近距离最近最邻近法：最邻近法：最邻近法：最邻近法：距离加权移动平均法距离加权移动平均法距离加权移动平均法距离加权移动平均法：区域的内插叠置法比重法ABC源区目标区1325.25.2100人150人180人210人120人根据一组分区的数据来推求另一组分区数据的方法。(一）叠置法一）叠置法Steps:（1）将目标区图形叠置在源区图形上。（2）计算目标区各图斑与源区图形的交集的面积。（3）计算目标区的内插值情况1(总值插值-分区数据为总值）：公式：t为目标区各分区号；S 为源区各分区号；Us为s分区的已知统计数据；ats为t区与s区相交的面积；为s 源区的面积；ABC人人口口面面积积A A35357 7B B30306 6C C10103 3132A1A2B3B1C3C2A AB BC C1 13 32 20 02 24 40 01 13 30 04 42 25.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.03.33.33.33.35.05.05.05.05.05.03.33.35.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.04.44.44.24.25.05.04.64.64.64.63.93.95.05.05.05.04.24.24.44.45.05.05.05.05.05.04.24.25.35.35.35.34.64.64.44.45.35.34.84.83.63.63.03.05.35.35.35.34.54.53.43.45.35.35.35.35.35.34.54.55.55.55.15.14.64.64.04.05.35.35.15.13.53.53.73.75.55.55.25.24.54.53.33.35.55.55.55.54.94.94.54.5区域的内插比重法复习题1、空间数据的内、空间数据的内插的定义？分类和插的定义？分类和所采用的方法或函所采用的方法或函数关系式？数关系式？2、区域内插方法叠置法的思路？试计算下题。