Was ist die beste Technik zur Interpolation der Bodentiefe aus Probenpunkten?

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Dies ist mein erster Beitrag hier.

Ich habe einige Punkte aus einer Bodentiefenuntersuchung und muss die Tiefe für ein ganzes Gebiet interpolieren. Was ist die am besten geeignete Technik dafür und gibt es etwas, das ich bei der Verwendung der Technik berücksichtigen muss? Ein Zeiger auf ein Tutorial wäre genial!

Vielen Dank

interpolation 
— jpugh
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Sie meinen, Sie möchten eine neue Oberfläche erstellen? Im Gegensatz zu einem einfachen Mittelwert der Tiefe. Möchten Sie auf Abweichungen bei Teilen mit geringer Stichprobe schließen, die auf Abweichungen bei genaueren Stichproben basieren?
— Willy
Ja, ich möchte eine neue Oberfläche erstellen. Ich möchte die Tiefe über einen Bereich basierend auf einer Reihe von Punkttiefenproben ableiten.
— Jpugh
Hast du eine Vorliebe für Technik? Software (Open Source oder Arc / proprietär), Skript usw.?
— James Milner
Ich möchte wenn möglich Open Source verwenden und habe ein bisschen Python gemacht (ich lerne es, damit ich GDAL / OGR und QGIS verwenden kann).
— Jpugh

Antworten:

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Dies ist kein reines GIS-Problem. Bei der Interpolation von Bodentiefen müssen Sie die GIS-Techniken auf der Grundlage einer geomorphologischen Hypothese anwenden. Mit anderen Worten, wie ist die geologische Geschichte des Gebiets, das Sie kartieren? Was ist der Bodenbildungsprozess in Betrieb? Gibt es Landschaftsmerkmale, die die Prozesse einschränken (z. B. Barrieren wie Flüsse usw.)? Was sind die Auswirkungen von Catena und anderen Boden- und Landschaftsprozessen? Im Allgemeinen beginne ich solche Studien mit der Definition von geolomorphologischen und Landschaftsregionen (oberer Hang, mittlerer Hang, unterer Hang, alluvial, kolluvial usw.) und mache dann meine Modellierung. Möglicherweise haben Sie ein Modell für eine geologische Region und ein anderes Modell für eine andere geologische Region. Oder Modelle basierend auf Landschaft (oberer, mittlerer, unterer Hang). DANN wenden Sie die GIS-Technik an.

— Ian Allan
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Huch! Ich wusste nur, dass dies komplizierter sein würde, als nur eine Funktion auf die Daten zu legen! Ich bin kein Bodenwissenschaftler, aber können Sie mich in Richtung einer einfachen Literatur weisen, damit ich zumindest weiß, wie man mit einem Bodenwissenschaftler spricht oder welche Vorbehalte ich gegen meine Ergebnisse habe? Vielen Dank.
— Jpugh
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Eine große +1 für die Hervorhebung der wissenschaftlichen und Modellierungsaspekte dieses Problems.
— whuber
Ich denke, Sie sollten am besten versuchen, mit einem Geomorphologen zusammenzuarbeiten. Sie verfügen über Fähigkeiten, die es ihnen ermöglichen, Landschaftsprozesse in Bezug auf die Bodenbildung zu interpretieren. Langweilige Leute und Bodeningenieure sind selten in der Lage zu helfen, weil sie eher an Sachen auf Standortebene als an Sachen im Landschaftsmaßstab interessiert sind. Sie müssen oft weit über die Grenzen Ihrer Website hinausschauen, um dies zu verstehen. Versuchen Sie andernfalls, einige archivierte Bodenuntersuchungen zu finden. Selbst wenn sie zehn Jahre alt sind, werden sie immer noch nützlich sein. Viel Glück.
— Ian Allan
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Sie möchten Ihre Bodendaten mithilfe von Kriging- oder euklidischen Zuordnungsprozessen interpolieren. Hier sind einige hilfreiche Links:

http://resources.esri.com/help/9.3/arcgisdesktop/com/gp_toolref/geoprocessing/surface_creation_and_analysis.htm

http://forums.esri.com/Thread.asp?c=93&f=997&t=161054

http://forums.esri.com/Thread.asp?c=93&f=995&t=237635

Sie können Kriging sowohl in ArcGIS als auch in Grass / R (Open Source) ausführen .

— Artwork21
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Euklidische Zuordnung, obwohl falls in einigen Fällen ist wahrscheinlich nicht geeignet für die Bodentiefe Daten. Eine der ersten Lektionen, die man beim Studium von Interpolationsmethoden lernt, ist, dass Dateneigenschaften und Analyseziele die anwendbaren Methoden bestimmen. Keine einzelne Methode ist universell für alle Datensätze geeignet. (Das ist ein Grund, warum es so viele von ihnen gibt ...)
— whuber
@ artist21. Danke für die Links, diese sehen wirklich hilfreich aus.
— Jpugh
@whuber. Vielen Dank für die Korrektur der euklidischen Zuordnung. Kennen Sie gute Websites mit einfachen Erklärungen, die mir helfen, die Interpolation zu verstehen?
— Jpugh
Ist Kriging der richtige Weg hierher?
— Jpugh
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Wenn Sie noch kein Experte für Interpolation und statistische Analyse sind, ist Kriging meiner Meinung nach nicht der richtige Weg: Es ist ein hochtechnisches arkanes Gebiet mit spezialisierten Begriffen und Praktiken. Die in vielen GISen enthaltenen halbautomatischen Versionen verwenden lediglich die zugrunde liegende Rechenmaschinerie des Kriging, um Daten zu interpolieren: Mit etwas Glück mag es in Ordnung funktionieren, aber es hat sicherlich keine der Attribute des Kriging (wie zum Beispiel ein "bester unverzerrter [linearer] Prädiktor" "). Schlimmer noch, Kriging ist rechenintensiv. Man sollte sich zuerst einfachere Verfahren ansehen, einschließlich Splines, natürliche Nachbarn usw.
— whuber
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Ian hat in seinen Kommentaren ganz recht, aber wenn das Bodenmodell aus zwei einfachen Schichten besteht, wird das Problem zu einer Interpolationsmethode.

Das Interpolationsverfahren muss dann für die beabsichtigte Verwendung des Endprodukts geeignet sein. Welche Auflösung / Größenordnung werden Managementaktivitäten durchgeführt? Auf welcher Skala wurden die Daten gesammelt? Was ist das bekannte Variationsmaß der interessierenden Merkmale?

Bodentiefe ist ein scheinbar harmloser Begriff. Aber es kann die Tiefe einer Schicht sein, die nur durch den pH-Wert oder die Bodenfarbe definiert ist. Diese Merkmale können bei einer sehr feinen Auflösung variieren, immer mehr als die Skala der Abtastung. Die Verwaltungsaktion wird jedoch möglicherweise nur auf einen gesamten Patch angewendet, der eine große Anzahl von Stichprobenpunkten umfasst.

Erforschen Sie diese Themen ein wenig und die entsprechenden Methoden und Tools werden sich zeigen.

— Willy
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QGIS hat jetzt ein Kriging-Plugin (siehe hier ).

Ian Allan hat einen guten Punkt und gut gemacht. Als GIS-Typ, der mit Bodenwissenschaftlern zusammengearbeitet hat, weiß ich, dass der Boden das GIS-Wasser wirklich trüben kann (sorry, ich konnte nicht widerstehen!). Im Ernst, wenn Sie einen Bodenwissenschaftler finden, der bereit ist, ein bisschen Zeit mit Ihnen zu verbringen, sind sie Gold wert. Sie könnten damit beginnen, sich über das Thema zu informieren (z. B. hier , hier und hier - verzeihen Sie die leichte Neigung zu Torf, aber diese sind wirklich nur ein Anfang! Ein knochenfester Bodenwissenschaftler ist Ihr Freund hier).

— MappaGnosis
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