Ordinary kriging 普通克里金法
简单克里金和普通克里金的区别仅在于,区域属性期望 $c$ 是否已知,因此仅对普通克里金进行介绍,不对简单克里金进行重复阐述。
前提假设
普通克里金插值的假设条件为,空间属性 $z$ 是均一的。对于空间任意一点 $(x,y)$,都有同样的期望 $c$ 与方差 $\sigma^2$。
即对任意点 $(x,y)$ 都有 \(E[z(x,y)]=E[z]=c\)
\[Var[z(x,y)]=\sigma^2\]换一种说法:任意一点处的值 $z(x,y)$,都由区域平均值 $c$ 和该点的随机偏差 $R(x,y)$ 组成,即 \(z(x,y)=E[z(x,y)]+R(x,y)]=c+R(x,y)\)
其中 $R(x,y)$ 表示点 $(x,y)$ 处的偏差,其方差均为常数 \(Var[R(x,y)]=\sigma^2\)
公式定义
普通克里金法采用加权方法估计空间点属性值,根据 $n$ 个空间位置($n$ 个采样点)$[(x_1,y_1),(x_2,y_2),…,(x_n,y_n)]$ 的属性观测值 $[z_1,z_2,…,z_n]$ 估计空间点 $(x_0,y_0)$ 处的属性 $z_0$ 的估计值 $\hat{z}_0$ 为:\(\hat{z}_0=\sum^n_{i=1}\lambda_iz_i\)
其中 $\hat{z}_0$ 是点 $(x_0,y_0)$ 处的估计值,即 $z_0=(x_0,y_0)$。$\lambda_i$ 为空间点 $(x_i,y_i)$ 的权重系数,其向量为 $\pmb{\lambda}=[\lambda_1,\lambda_2,…,\lambda_n]$。
估计值 $\hat{z}_0$ 为真实值 $z_0$ 的最佳线性无偏估计(Best Linear Unbiased Estimation, BLUE),即 $\hat{z}_0$ 是 $z_0$ 的 [[ Unbiased estimate 无偏估计 |无偏估计 ]] 且两者差值的方差最小:\(E(\hat{z}_0-z_0)=0\)
\[\min_\lambda J=Var(\hat{z}_0-z_0)=\min_\lambda Var(\sum^n_{i=1}\lambda_i z_i-z_0)\]无偏约束条件
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