กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 11 นาที

วาเรียแกรม

วาเรียแกรมคือการแสดงภาพกราฟิกของความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ระหว่างคู่ของจุดข้อมูล ซึ่งมักใช้ในภูมิสถิติและสถิติเชิงพื้นที่คำนี้บางครั้งใช้เป็นคำพ้องความหมายกับเซมิวาเรียแกรมแต่ผู้เขียน...

วาเรียแกรม

แผนภาพแสดงค่าความแปรปรวน (variogram) จุดต่างๆ แทนข้อมูลที่วัดได้ (สังเกตได้) และเส้นโค้งแทนฟังก์ชันแบบจำลองที่ใช้ (เชิงประจักษ์) ค่า Range หมายถึงช่วงที่ต้องการหา ค่า sill หมายถึงค่าระดับสูงสุดที่ได้ถึงช่วงสูงสุด และค่า nugget หมายถึงผลกระทบของค่า nugget

วาเรียแกรมคือการแสดงภาพกราฟิกของความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ระหว่างคู่ของจุดข้อมูล ซึ่งมักใช้ในภูมิสถิติและสถิติเชิงพื้นที่คำนี้บางครั้งใช้เป็นคำพ้องความหมายกับเซมิวาเรียแกรมแต่ผู้เขียนบางคนก็ใช้คำหลังเพื่ออ้างถึงครึ่งหนึ่งของวาเรียแกรม ดังนั้นจึงควรหลีกเลี่ยง[ 1 ]ในทำนองเดียวกัน คำว่าเซมิแวเรียนซ์อาจทำให้เข้าใจผิดได้ เนื่องจากค่าที่แสดงในวาเรียแกรมคือค่าความแปรปรวน ทั้งหมด ของการสังเกตที่ระยะห่างเชิงพื้นที่ที่กำหนด (lag) [ 1 ]

วาเรียแกรมเป็นฟังก์ชันสำคัญในภูมิสถิติ เนื่องจากจะถูกนำมาใช้เพื่อสร้างแบบจำลองความสัมพันธ์เชิงเวลา/เชิงพื้นที่ของปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ ดังนั้นจึงมีการแยกความแตกต่างระหว่างวาเรียแกรมเชิงทดลองซึ่งเป็นการแสดงภาพความสัมพันธ์เชิงพื้นที่/เชิงเวลาที่เป็นไปได้ และแบบจำลองวาเรียแกรมที่ใช้กำหนดค่าน้ำหนักของ ฟังก์ชัน ครีจิง ต่อไป โปรดทราบว่าวาเรียแกรมเชิงทดลองเป็นการประมาณค่าความแปรปรวนร่วมของกระบวนการเกาส์เซียน โดยวิธีเชิงประจักษ์ ดังนั้นจึงอาจไม่ใช่เมทริกซ์บวกแน่นอนและด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถนำไปใช้ในครีจิงได้โดยตรงโดยไม่มีข้อจำกัดหรือการประมวลผลเพิ่มเติม นี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีการใช้แบบจำลองวาเรียแกรมเพียงไม่กี่แบบเท่านั้น โดยส่วนใหญ่ได้แก่ แบบจำลองเชิงเส้น ทรงกลม เกาส์เซียน และเอกซ์โพเนนเชียล

ตัวอย่างเช่น ในการทำเหมืองทองคำวาเรียแกรมจะให้ค่าที่วัดว่าตัวอย่างสองตัวอย่างที่เก็บจากพื้นที่ทำเหมืองจะมีเปอร์เซ็นต์ทองคำแตกต่างกันมากน้อยเพียงใด ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างตัวอย่างเหล่านั้น ตัวอย่างที่เก็บจากระยะไกลจะมีความแตกต่างกันมากกว่าตัวอย่างที่เก็บจากระยะใกล้กัน

คำนิยาม

เซมิแวริโอแกรมγ(ชม.){\displaystyle \gamma (h)}Matheron (1963) นิยามค่านี้เป็นครั้งแรกว่าคือครึ่งหนึ่งของค่าเฉลี่ยของผลต่างกำลังสองระหว่างฟังก์ชันกับสำเนาของฟังก์ชันที่ถูกเลื่อนตำแหน่งซึ่งแยกจากกันด้วยระยะทางชม.{\displaystyle h}[ 2 ] [ 3 ]อย่างเป็นทางการ

γ(ชม.)=12วี[เอฟ(เอ็ม+ชม.)เอฟ(เอ็ม)]2เอ็ม,{\displaystyle \gamma (h)={\frac {1}{2}}\iiint _{V}\left[f(M+h)-f(M)\right]^{2}dM,}

ที่ไหนเอ็ม{\displaystyle M}เป็นจุดในฟิลด์ทางเรขาคณิตวี{\displaystyle V}, และเอฟ(เอ็ม){\displaystyle f(M)}คือค่า ณ จุดนั้น อินทิกรัลสามชั้นครอบคลุม 3 มิติชม.{\displaystyle h}คือระยะห่าง (เช่น ในหน่วยเมตรหรือกิโลเมตร) ที่เราสนใจ ตัวอย่างเช่น ค่าเอฟ(เอ็ม){\displaystyle f(M)}อาจแสดงถึงปริมาณธาตุเหล็กในดิน ณ ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งเอ็ม{\displaystyle M}(พร้อมพิกัดทางภูมิศาสตร์ได้แก่ ละติจูด ลองจิจูด และระดับความสูง) เหนือภูมิภาคใดภูมิภาคหนึ่งวี{\displaystyle V}โดยมีองค์ประกอบของปริมาตรวี{\displaystyle dV}เพื่อให้ได้เซมิแวริโอแกรมสำหรับค่าที่กำหนดγ(ชม.){\displaystyle \gamma (h)}โดยจะทำการสุ่มตัวอย่างจุดทุกคู่ที่อยู่ห่างกันในระยะทางนั้น ในทางปฏิบัติเป็นไปไม่ได้ที่จะสุ่มตัวอย่างทุกที่ ดังนั้นจึงใช้วาเรียแกรมเชิงประจักษ์ แทน

วาเรียแกรมมีค่าเป็นสองเท่าของเซมิวาเรียแกรม และสามารถนิยามได้ต่างออกไป คือความแปรปรวนของความแตกต่างระหว่างค่าภาคสนาม ณ สองตำแหน่ง (1{\displaystyle \mathbf {s} _{1}}และ2{\displaystyle \mathbf {s} _{2}}โปรดสังเกตการเปลี่ยนแปลงสัญลักษณ์จากเอ็ม{\displaystyle M}ถึง{\displaystyle \mathbf {s} }และเอฟ{\displaystyle f}ถึง{\displaystyle Z}) ครอบคลุมการรับรู้ในสาขานี้ (Cressie 1993):

2γ(1,2)=วาร์((1)(2))=อี[(((1)(2))อี[(1)(2)])2].{\displaystyle 2\gamma (\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{2})={\text{var}}\left(Z(\mathbf {s} _{1})-Z(\mathbf {s} _{2})\right)=E\left[((Z(\mathbf {s} _{1})-Z(\mathbf {s} _{2}))-E[Z(\mathbf {s} _{1})-Z(\mathbf {s} _{2})])^{2}\right].}

ถ้าสนามสุ่มเชิง พื้นที่ มีค่าเฉลี่ยคงที่μ{\displaystyle \mu }ซึ่งเทียบเท่ากับค่าคาดหวังของค่าเพิ่มขึ้นกำลังสองของค่าระหว่างตำแหน่งต่างๆ1{\displaystyle \mathbf {s} _{1}}และ2{\displaystyle s_{2}}(Wackernagel 2003) (ที่ไหน1{\displaystyle \mathbf {s} _{1}}และ2{\displaystyle \mathbf {s} _{2}}(เป็นจุดในอวกาศและอาจรวมถึงเวลาด้วย):

2γ(1,2)=อี[((1)(2))2].{\displaystyle 2\gamma (\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{2})=E\left[\left(Z(\mathbf {s} _{1})-Z(\mathbf {s} _{2})\right)^{2}\right].}

ในกรณีของกระบวนการสถิตวาเรียแกรมและเซมิวาเรียแกรมสามารถแสดงได้ในรูปฟังก์ชันγ(ชม.)=γ(0,0+ชม.){\displaystyle \gamma _{s}(h)=\gamma (0,0+h)}ของความแตกต่างชม.=21{\displaystyle h=\mathbf {s} _{2}-\mathbf {s} _{1}}ระหว่างสถานที่ต่างๆ เท่านั้น โดยอาศัยความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้ (Cressie 1993):

γ(1,2)=γ(21).{\displaystyle \gamma (\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{2})=\gamma _{s}(\mathbf {s} _{2}-\mathbf {s} _{1}).}

นอกจากนี้ หากกระบวนการนั้นเป็นแบบไอโซโทรปิกแล้ว วาเรียแกรมและเซมิวาเรียแกรมสามารถแสดงได้ด้วยฟังก์ชันγฉัน(ชม.):=γ(ชม.อี1){\displaystyle \gamma _{i}(h):=\gamma _{s}(he_{1})}ของระยะทาง ชม.=21{\displaystyle h=\|\mathbf {s} _{2}-\mathbf {s} _{1}\|}เฉพาะ (เครสซี 1993):

γ(1,2)=γฉัน(ชม.).{\displaystyle \gamma (\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{2})=\gamma _{i}(h).}

ดัชนีฉัน{\displaystyle i}หรือ{\displaystyle s}โดยทั่วไปจะไม่เขียนเป็นลายลักษณ์อักษร คำศัพท์เหล่านี้ใช้สำหรับฟังก์ชันทั้งสามรูปแบบ นอกจากนี้ บางครั้งคำว่า "variogram" ยังใช้เพื่อหมายถึง semivariogram และสัญลักษณ์γ{\displaystyle \gamma }บางครั้งใช้สำหรับวาเรียแกรม ซึ่งทำให้เกิดความสับสน[ 4 ]

คุณสมบัติ

ตามที่ (Cressie 1993, Chiles and Delfiner 1999, Wackernagel 2003) ระบุไว้ วาเรียแกรมเชิงทฤษฎีมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

  • เซมิแวริโอแกรมมีค่าไม่เป็นลบγ(1,2)0{\displaystyle \gamma (\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{2})\geq 0}เนื่องจากเป็นค่าคาดหวังของรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส
  • เซมิแวริโอแกรมγ(1,1)=γฉัน(0)=อี(((1)(1))2)=0{\displaystyle \gamma (\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{1})=\gamma _{i}(0)=E\left((Z(\mathbf {s} _{1})-Z(\mathbf {s} _{1}))^{2}\right)=0}ที่ระยะห่าง 0 ค่าจะเป็น 0 เสมอ เนื่องจาก(1)(1)=0{\displaystyle Z(\mathbf {s} _{1})-Z(\mathbf {s} _{1})=0}.
  • ฟังก์ชันจะเป็นเซมิแวริโอแกรมก็ต่อเมื่อเป็นฟังก์ชันกำหนดลบแบบมีเงื่อนไข กล่าวคือ สำหรับน้ำหนักทั้งหมด1,,เอ็น{\displaystyle w_{1},\ldots ,w_{N}}ขึ้นอยู่กับฉัน=1เอ็นฉัน=0{\displaystyle \sum _{i=1}^{N}w_{i}=0}และสถานที่1,,เอ็น{\displaystyle s_{1},\ldots ,s_{N}}มันประกอบด้วย:
ฉัน=1เอ็นเจ=1เอ็นฉันγ(ฉัน,เจ)เจ0,{\displaystyle \sum _{i=1}^{N}\sum _{j=1}^{N}w_{i}\gamma (\mathbf {s} _{i},\mathbf {s} _{j})w_{j}\leq 0,}

ซึ่งสอดคล้องกับข้อเท็จจริงที่ว่าความแปรปรวนวาร์(X){\displaystyle \operatorname {var} (X)}ของX=ฉัน=1เอ็นฉัน(xฉัน){\displaystyle X=\sum _{i=1}^{N}w_{i}Z(x_{i})}ได้มาจากค่าลบของผลรวมสองชั้นนี้ และต้องมีค่าไม่เป็นลบ

2γ(1,2)=ซี(1,1)+ซี(2,2)2ซี(1,2){\displaystyle 2\gamma (\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{2})=C(\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{1})+C(\mathbf {s} _{2},\mathbf {s} _{2})-2C(\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{2})}
γ(1,2)=วี(1(1,2)){\displaystyle \gamma (\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{2})=V(1-c(\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{2}))}
  • ในทางกลับกัน ฟังก์ชันความแปรปรวนร่วมCของกระบวนการสถิตสามารถหาได้จากเซมิแวริโอแกรมและความแปรปรวนดังนี้
ซี(1,2)=วีγ(1,2){\displaystyle C(\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{2})=V-\gamma (\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{2})}
  • หากสนามสุ่มแบบอยู่กับที่ไม่มีความขึ้นอยู่กับตำแหน่งในเชิงพื้นที่ (เช่นซี(ชม.)=0{\displaystyle C(h)=0}ถ้าชม.0{\displaystyle h\not =0}) เซมิแวริโอแกรมคือค่าคงที่วาร์(()){\displaystyle \operatorname {var} (Z(\mathbf {s} ))}ทุกที่ยกเว้นที่จุดกำเนิด ซึ่งมีค่าเป็นศูนย์
  • เซมิแวริโอแก รมเป็นฟังก์ชันสมมาตรγ(1,2)=อี[|(1)(2)|2]=γ(2,1){\displaystyle \gamma (\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{2})=E\left[|Z(\mathbf {s} _{1})-Z(\mathbf {s} _{2})|^{2}\right]=\gamma (\mathbf {s} _{2},\mathbf {s} _{1})}.
  • ดังนั้น เซมิแวริโอแกรมแบบไอโซโทรปิกจึงเป็นฟังก์ชันคู่γ(ชม.)=γ(ชม.){\displaystyle \gamma _{s}(h)=\gamma _{s}(-h)}.
  • ถ้าสนามสุ่มเป็นแบบสถิตและเออร์โกดิกแล้วลิมชม.γ(ชม.)=วาร์(()){\displaystyle \lim _{h\to \infty }\gamma _{s}(h)=\operatorname {var} (Z(\mathbf {s} ))}สอดคล้องกับความแปรปรวนของสนาม ค่าลิมิตของเซมิแวริโอแกรมเมื่อระยะทางเพิ่มขึ้นเรียกว่าค่าสูงสุด (sill )
  • ดังนั้น เซมิแวริโอแกรมอาจไม่ต่อเนื่องเฉพาะที่จุดกำเนิดเท่านั้น ความสูงของการกระโดดที่จุดกำเนิดบางครั้งเรียกว่านัคเก็ตหรือ ผลกระทบของนัคเก็ต

พารามิเตอร์

โดยสรุป พารามิเตอร์ต่อไปนี้มักใช้ในการอธิบายวาเรียแกรม:

  • นักเก็ตn{\displaystyle n}: ความสูงของการกระโดดของเซมิแวริโอแกรม ณ จุดไม่ต่อเนื่องที่จุดกำเนิด
  • ขอบหน้าต่าง{\displaystyle s}: ขีดจำกัดของวาเรียแกรมที่เข้าใกล้ค่าอนันต์เมื่อระยะห่างของแล็กเพิ่มขึ้น
  • พิสัย{\displaystyle r}ระยะทางที่ผลต่างระหว่างวาเรียแกรมกับค่าสูงสุด (sill) มีค่าน้อยมากจนแทบไม่มีนัยสำคัญ ในแบบจำลองที่มีค่าสูงสุดคงที่ ระยะทางนี้คือระยะทางที่ค่าสูงสุดนี้ถึงเป็นครั้งแรก สำหรับแบบจำลองที่มีค่าสูงสุดแบบไม่จำกัด (asymptotic sill) โดยทั่วไปจะถือว่าเป็นระยะทางที่ค่าความแปรปรวนครึ่งหนึ่ง (semivariance) ถึง 95% ของค่าสูงสุดเป็นครั้งแรก

วาเรียแกรมเชิงประจักษ์

โดยทั่วไปแล้ว จำเป็นต้องใช้วาเรียแกรมเชิงประจักษ์สำหรับข้อมูลที่วัดได้ เนื่องจากข้อมูลตัวอย่าง{\displaystyle Z}ข้อมูลตัวอย่างอาจไม่พร้อมใช้งานสำหรับทุกสถานที่ ตัวอย่างเช่น ข้อมูลตัวอย่างอาจเป็นความเข้มข้นของธาตุเหล็กในตัวอย่างดิน หรือความเข้มของพิกเซลบนกล้องถ่ายรูป ข้อมูลตัวอย่างแต่ละส่วนจะมีพิกัด=(x,y){\displaystyle \mathbf {s} =(x,y)}สำหรับปริภูมิตัวอย่าง 2 มิติ ที่x{\displaystyle x}และy{\displaystyle y}เป็นพิกัดทางภูมิศาสตร์ ในกรณีของธาตุเหล็กในดิน พื้นที่ตัวอย่างอาจเป็นแบบ 3 มิติ หากมีความแปรผันตามเวลาด้วย (เช่น ปริมาณฟอสฟอรัสในทะเลสาบ) แล้ว{\displaystyle \mathbf {s} }อาจเป็นเวกเตอร์ 4 มิติ(x,y,z,ที){\displaystyle (x,y,z,t)}ในกรณีที่มิติมีหน่วยต่างกัน (เช่น ระยะทางและเวลา) จะต้องใช้ตัวคูณปรับขนาดบี{\displaystyle B}สามารถนำไปใช้กับแต่ละอันเพื่อให้ได้ระยะทางยูคลิดที่ แก้ไขแล้ว [ 5 ]

ตัวอย่างการสังเกตจะถูกระบุด้วย(ฉัน)=zฉัน{\displaystyle Z(\mathbf {s} _{i})=z_{i}}สามารถทำการสังเกตการณ์ได้ที่เอ็ม{\displaystyle M}จำนวนสถานที่ทั้งหมดที่แตกต่างกัน ( ขนาดตัวอย่าง ) ซึ่งจะให้ชุดข้อมูลการสังเกตz1,,zเอ็ม{\displaystyle z_{1},\ldots ,z_{M}}ณ สถานที่ต่างๆ1,,เอ็ม{\displaystyle \mathbf {s} _{1},\ldots ,\mathbf {s} _{M}}โดยทั่วไป กราฟจะแสดงค่าเซมิแวริโอแกรมเป็นฟังก์ชันของระยะห่างชม.เค{\displaystyle h_{k}}สำหรับหลายขั้นตอนเค=1,{\displaystyle k=1,\ldots }ในกรณีของเซมิแวริโอแกรมเชิงประจักษ์ ระยะห่างระหว่างกันชม.เค±δ{\displaystyle h_{k}\pm \delta }จะใช้ค่าประมาณแทนระยะทางที่แน่นอน และโดยปกติจะถือว่าอยู่ในสภาวะไอโซโทรปิก (เช่น ว่าγ{\displaystyle \gamma }เป็นเพียงฟังก์ชันของชม.{\displaystyle h}และไม่ขึ้นอยู่กับตัวแปรอื่น ๆ เช่น ตำแหน่งศูนย์กลาง) จากนั้น เซมิแวริโอแกรมเชิงประจักษ์γ^(ชม.±δ){\displaystyle {\hat {\gamma }}(h\pm \delta )}สามารถคำนวณได้สำหรับแต่ละถัง :

γ^(ชม.เค±δ):=12เอ็นเค(ฉัน,เจ)เอสเค|zฉันzเจ|2{\displaystyle {\hat {\gamma }}(h_{k}\pm \delta ):={\frac {1}{2N_{k}}}\sum _{(i,j)\in S_{k}}|z_{i}-z_{j}|^{2}}

หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ จุดแต่ละคู่ที่แยกจากกันด้วยชม.เค{\displaystyle h_{k}}(บวกหรือลบช่วงความคลาดเคลื่อนของความกว้างของถัง)δ{\displaystyle \delta }พบจุดเหล่านี้ ซึ่งก่อให้เกิดเซตของจุด

เอสเค=เอส(ชม.เค±δ){(ฉัน,เจ):ชม.เคδ<|ฉันเจ|<ชม.เค+δ;ฉัน,เจ=1,,เอ็ม}{\displaystyle S_{k}=S(h_{k}\pm \delta )\equiv \{(\mathbf {s} _{i},\mathbf {s} _{j}):h_{k}-\delta <|\mathbf {s} _{i}-\mathbf {s} _{j}|<h_{k}+\delta ;i,j=1,\ldots ,M\}}

จำนวนจุดเหล่านี้ในถังนี้คือเอ็นเค=|เอสเค|{\displaystyle N_{k}=|S_{k}|}( ขนาดของเซต ) จากนั้นสำหรับจุดแต่ละคู่ฉัน,เจ{\displaystyle i,j}โดยจะหาค่ากำลังสองของความแตกต่างในการสังเกต (เช่น ปริมาณตัวอย่างดินหรือความเข้มของพิกเซล)|zฉันzเจ|2{\displaystyle |z_{i}-z_{j}|^{2}}ผลต่างกำลังสองเหล่านี้จะถูกนำมาบวกกันและปรับให้เป็นค่าปกติโดยใช้จำนวนธรรมชาติเอ็นเค{\displaystyle N_{k}}ตามนิยามแล้ว ผลลัพธ์จะถูกหารด้วย 2 สำหรับเซมิแวริโอแกรมที่ระยะห่างนี้

เพื่อความเร็วในการคำนวณ จำเป็นต้องใช้เฉพาะคู่จุดที่ไม่ซ้ำกันเท่านั้น ตัวอย่างเช่น สำหรับคู่การสังเกต 2 คู่ [(zเอ,z),(z,z){\displaystyle (z_{a},z_{b}),(z_{c},z_{d})}] นำมาจากสถานที่ที่มีการแยกจากกันชม.±δ{\displaystyle h\pm \delta }เท่านั้น [(zเอ,z),(z,z){\displaystyle (z_{a},z_{b}),(z_{c},z_{d})}] จำเป็นต้องได้รับการพิจารณา เนื่องจากคู่ [(z,zเอ),(z,z){\displaystyle (z_{b},z_{a}),(z_{d},z_{c})}ไม่ต้องให้ข้อมูลเพิ่มเติมใดๆ

แบบจำลองวาเรียแกรม

ฟังก์ชันเซมิแวริโอแกรมทั่วไปในครีกิง[ 6 ]

ไม่สามารถคำนวณวาเรียแกรมเชิงประจักษ์ได้ที่ระยะห่างทุกช่วงชม.{\displaystyle h}และเนื่องจากความแปรปรวนในการประมาณค่า จึงไม่รับประกันว่าจะเป็นวาเรียแกรมที่ถูกต้องตามที่กำหนดไว้ข้างต้น อย่างไรก็ตาม วิธี การทางภูมิสถิติ บางอย่าง เช่นคริกิงต้องการเซมิวาเรียแกรมที่ถูกต้อง ในภูมิสถิติประยุกต์ วาเรียแกรมเชิงประจักษ์จึงมักถูกประมาณค่าด้วยฟังก์ชันแบบจำลองเพื่อให้มั่นใจถึงความถูกต้อง แบบจำลองที่สำคัญบางแบบ ได้แก่[ 7 ] [ 8 ]

  • แบบจำลองวาเรียแกรมแบบเอกซ์โปเนนเชียล
    γ(ชม.)=(n)(1เอ็กซ์(ชม./(เอ)))+n1(0,)(ชม.).{\displaystyle \gamma (h)=(s-n)(1-\exp(-h/(ra)))+n1_{(0,\infty )}(h).}
  • แบบจำลองวาเรียแกรมทรงกลม
    γ(ชม.)=(n)((3ชม.2ชม.323)1(0,)(ชม.)+1[,)(ชม.))+n1(0,)(ชม.).{\displaystyle \gamma (h)=(s-n)\left(\left({\frac {3h}{2r}}-{\frac {h^{3}}{2r^{3}}}\right)1_{(0,r)}(h)+1_{[r,\infty )}(h)\right)+n1_{(0,\infty )}(h).}
  • แบบจำลองวาเรียแกรมแบบเกาส์เซียน
    γ(ชม.)=(n)(1เอ็กซ์(ชม.22เอ))+n1(0,)(ชม.).{\displaystyle \gamma (h)=(s-n)\left(1-\exp \left(-{\frac {h^{2}}{r^{2}a}}\right)\right)+n1_{(0,\infty )}(h).}

พารามิเตอร์เอ{\displaystyle a}มีค่าแตกต่างกันในเอกสารอ้างอิงต่างๆ เนื่องจากความกำกวมในการกำหนดช่วง (เช่นเอ=1/3{\displaystyle a=1/3}). [ 8 ]ฟังก์ชันตัวบ่งชี้1เอ(ชม.){\displaystyle 1_{A}(h)}มีค่าเป็น 1 ถ้าชม.เอ{\displaystyle h\in A}และ 0 ในกรณีอื่นๆ

แอปพลิเคชัน

วาเรียแกรมเชิงประจักษ์ใช้ในภูมิสถิติเป็นค่าประมาณเบื้องต้นของแบบจำลองวาเรียแกรมที่จำเป็นสำหรับการประมาณค่าในช่วงเชิงพื้นที่โดยวิธีครีกิ

ตัวอย่างเช่น พจน์กำลังสองในวาเรียแกรม((1)(2))2{\displaystyle (Z(\mathbf {s} _{1})-Z(\mathbf {s} _{2}))^{2}}สามารถแทนที่ด้วยกำลังที่แตกต่างกันได้: มาโดแกรมถูกกำหนดด้วย ผล ต่างสัมบูรณ์|(1)(2)|{\displaystyle |Z(\mathbf {s} _{1})-Z(\mathbf {s} _{2})|}และโรโดแกรมถูกกำหนดด้วยรากที่สองของผลต่างสัมบูรณ์|(1)(2)|0.5{\displaystyle |Z(\mathbf {s} _{1})-Z(\mathbf {s} _{2})|^{0.5}}กล่าวกันว่าตัวประมาณค่าที่ อิงตามกำลังที่ต่ำกว่าเหล่านี้มี ความทนทานต่อค่าผิดปกติ ได้ดีกว่า และสามารถสรุปได้ว่าเป็น "วาเรียแกรมลำดับα "

2γ(1,2)=อี[|(1)(2)|α]{\displaystyle 2\gamma (\mathbf {s} _{1},\mathbf {s} _{2})=E\left[\left|Z(\mathbf {s} _{1})-Z(\mathbf {s} _{2})\right|^{\alpha }\right]},

โดยที่วาเรียแกรมมีลำดับที่ 2 มาโดแกรมเป็นวาเรียแกรมลำดับที่ 1 และโรโดแกรมเป็นวาเรียแกรมลำดับที่ 0.5 [ 12 ]

เมื่อใช้วาเรียแกรมเพื่ออธิบายความสัมพันธ์ของตัวแปรต่างๆ จะเรียกว่าครอสวาเรียแกรมครอสวาเรียแกรมใช้ในโคครีกิงหากตัวแปรเป็นแบบไบนารีหรือแสดงถึงกลุ่มของค่าต่างๆ เราจะเรียกว่าดี ดิเคเตอร์ วาเรี ยแกรม ดีดิเค เตอร์วาเรียแกรมใช้ในดีดิเคเตอร์ครีกิ

อ่านเพิ่มเติม

  • Cressie, N., 1993, สถิติสำหรับข้อมูลเชิงพื้นที่, Wiley Interscience.
  • Chiles, JP, P. Delfiner, 1999, Geostatistics, Modelling Spatial Uncertainty, Wiley-Interscience.
  • Wackernagel, H., 2003, ธรณีสถิติหลายตัวแปร, สปริงเกอร์
  • Burrough, PA และ McDonnell, RA, 1998, หลักการของระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์
  • Isobel Clark, 1979, สถิติภูมิศาสตร์เชิงปฏิบัติ, สำนักพิมพ์ Applied Science Publishers
  • Clark, I., 1979, สถิติทางภูมิศาสตร์เชิงปฏิบัติ , สำนักพิมพ์ Applied Science Publishers.
  • เดวิด, เอ็ม., 1978, การประเมินปริมาณสำรองแร่ด้วยวิธีทางธรณีสถิติ , สำนักพิมพ์เอลเซเวียร์
  • Hald, A., 1952, ทฤษฎีสถิติกับการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรม , John Wiley & Sons, นิวยอร์ก
  • Journel, AG และ Huijbregts, Ch. J., 1978 สถิติธรณีวิทยาเหมืองแร่ , สำนักพิมพ์ Academic Press.
  • Glass, HJ, 2003, วิธีการประเมินคุณภาพของวาเรียแกรม, วารสารของสถาบันการทำเหมืองและโลหะ วิทยาแห่งแอฟริกาใต้
  • AI-GEOSTATS: แหล่งข้อมูลทางการศึกษาเกี่ยวกับสถิติภูมิศาสตร์และสถิติเชิงพื้นที่
  • ภูมิสถิติ: การบรรยายโดย รูดอล์ฟ ดัตเตอร์ ที่มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งเวียนนาเก็บถาวรเมื่อวันที่ 15 ธันวาคม 2007 ที่Wayback Machine
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Variogram&oldid=1342972127#Semivariogram "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ วาเรียแกรม

วาเรียแกรมคือการแสดงภาพกราฟิกของความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ระหว่างคู่ของจุดข้อมูล ซึ่งมักใช้ในภูมิสถิติและสถิติเชิงพื้นที่คำนี้บางครั้งใช้เป็นคำพ้องความหมายกับเซมิวาเรียแกรมแต่ผู้เขียน...

คุณสมบัติ

ตามที่ (Cressie 1993, Chiles and Delfiner 1999, Wackernagel 2003) ระบุไว้ วาเรียแกรมเชิงทฤษฎีมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

พารามิเตอร์

โดยสรุป พารามิเตอร์ต่อไปนี้มักใช้ในการอธิบายวาเรียแกรม:

วาเรียแกรมเชิงประจักษ์

โดยทั่วไปแล้ว จำเป็นต้องใช้วาเรียแกรมเชิงประจักษ์สำหรับข้อมูลที่วัดได้ เนื่องจากข้อมูลตัวอย่าง ซ {\displaystyle Z} ข้อมูลตัวอย่างอาจไม่พร้อมใช้งานสำหรับทุกสถานที่ ตัวอย่างเช่น ข้อมูลตัวอย่างอาจเป็นความเข้มข้นของธาตุเหล็กในตัวอย่างดิน...