几种GIS空间插值方法

几种GIS空间插值方法,第1张

GIS空间插值方法如下:

1、IDW

IDW是一种常用而简便的空间插值方法,它以插值点与样本点间的距离为权重进行加权平均,离插值点越近的样本点赋予的权重越大。 设平面上分布一系列离散点,已知其坐标和值为Xi,Yi, Zi (i =1,2,…,n)通过距离加权值求z点值。

IDW通过对邻近区域的每个采样点值平均运算获得内插单元。这一方法要求离散点均匀分布,并且密度程度足以满足在分析中反映局部表面变化。

2、克里金插值

克里金法(Kriging)是依据协方差函数对随机过程/随机场进行空间建模和预测(插值)的回归算法。

在特定的随机过程,例如固有平稳过程中,克里金法能够给出最优线性无偏估计(Best Linear Unbiased Prediction, BLUP),因此在地统计学中也被称为空间最优无偏估计器(spatial BLUP)。

对克里金法的研究可以追溯至二十世纪60年代,其算法原型被称为普通克里金(Ordinary Kriging, OK),常见的改进算法包括泛克里金(Universal Kriging, UK)、协同克里金(Co-Kriging, CK)和析取克里金(Disjunctive Kriging, DK);克里金法能够与其它模型组成混合算法。

3、Natural Neighbour法

原理是构建voronoi多边形,也就是泰森多边形。首先将所有的空间点构建成voronoi多边形,然后将待求点也构建一个voronoi多边形,这样就与圆多边形有很多相交的地方,根据每一块的面积按比例设置权重,这样就能够求得待求点的值了。个人感觉这种空间插值方法没有实际的意义来支持。

4、样条函数插值spline

在数学学科数值分析中,样条是一种特殊的函数,由多项式分段定义。样条的英语单词spline来源于可变形的样条工具,那是一种在造船和工程制图时用来画出光滑形状的工具。在中国大陆,早期曾经被称做“齿函数”。后来因为工程学术语中“放样”一词而得名。

在插值问题中,样条插值通常比多项式插值好用。用低阶的样条插值能产生和高阶的多项式插值类似的效果,并且可以避免被称为龙格现象的数值不稳定的出现。并且低阶的样条插值还具有“保凸”的重要性质。

5、Topo to Raster

这种方法是用于各种矢量数据的,特别是可以处理等高线数据。

6、Trend

根据已知x序列的值和y序列的值,构造线性回归直线方程,然后根据构造好的直线方程,计算x值序列对应的y值序列。TREND函数和FORECAST函数计算的结果一样,但是计算过程完全不同。

基本指令:

一般指令:

LD

载入 A 接点

LDI

载入 B 接点

AND

串联 A 接点

ANI

串联 B 接点

OR

并联 A 接点

ORI

并联 B 接点

ANB

串联回路方块

ORB

并联回路方块

MPS

存入堆栈

MRD

堆栈读取 (指针不动)

MPP

读出堆栈

输出指令:

OUT

驱动线圈

SET

动作保持 (ON)

RST

接点或寄存器清除

定时器,计数器:

TMR

16 位定时器

CNT

16 位计数器

DCNT

32 位计数器

主控指令:

MC

公共串联接点的连接

MCR

公共串联接点的解除

接点上升沿/下降沿输出指令:

LDP

上升沿检出动作开始

LDF

下降沿检出动作开始

ANDP

上升沿检出串联连接

ANDF

下降沿检出串联连接

ORP

上升沿检出并联连接

ORF

下降沿检出并联连接

脉冲输出指令:

PLS

上升沿检出

PLF

下降沿检出

结束指令:

END

程序结束

其它指令:

NOP

无动作

INV

运算结果反相

P

指针

I

中断插入指针

步进梯形指令:

STL

程序跳至副母线

RET

程序返回主母线

应用指令:

程序流程控制:

00

CJ

条件转移

01

CALL

呼叫子程序

02

SRET

子程序结束

03

IRET

中断插入返回

04

EI

中断插入允许

05

DI

中断插入禁止

06

FEND

主程序结束

07

WDT

逾时监视定时器

08

FOR

循环范围开始

09

NEXT

循环范围结束

传送比较:

10

CMP

比较设定输出

11

ZCP

区间比较

12

MOV

数据传送

13

SMOV

移位传送

14

CML

反转传送

15

BMOV

全部传送

16

FMOV

多点传送

17

XCH

数据交换

18

BCD

BIN → BCD 变换

19

BIN

BCD → BIN 变换

四则逻辑运算:

20

ADD

BIN 加法

21

SUB

BIN 减法

22

MUL

BIN 乘法

23

DIV

BIN 除法

24

INC

BIN 加一

25

DEC

BIN 减一

26

WAND/DAND

逻辑与 (AND) 运算

27

WOR/DOR

逻辑或 (OR) 运算

28

WXOR/DXOR

逻辑异或 (XOR) 运算

29

NEG

取负数(取 2 的补码)

循环移位与移位:

30

ROR

右循环

31

ROL

左循环

32

RCR

附进位标志右循环

33

RCL

附进位标志左循环

34

SFTR

位右移

35

SFTL

位左移

36

WSFR

字右移

37

WSFL

字左移

38

SFWR

位移写入

39

SFRD

位移读出

数据处理:

40

ZRST

批次复位

41

DECO

译码

42

ENCO

编码

43

SUM

On 位数量

44

BON

On 位判定

45

MEAN

平均值

46

ANS

信号报警器置位

47

ANR

信号报警器复位

48

SQR

BIN 开平方

49

FLT

BIN 整数 → 二进制浮点数变换

高速处理:

50

REF

I/O 状态即时刷新

51

REFF

输入滤波器时间调整

52

MTR

矩阵分时输入

53

DHSCS

比较置位(高速计数器)

54

DHSCR

比较复位(高速计数器)

55

DHSZ

区间比较(高速计数器)

56

SPD

脉冲频率检测

57

PLSY

脉冲输出

58

PWM

脉冲波宽调制

59

PLSR

附加减速脉冲输出

便利指令:

60

IST

手动/自动控制

61

SER

数据检索

62

ABSD

绝对方式凸轮控制

63

INCD

相对方式凸轮控制

64

TTMR

示教式定时器

65

STMR

特殊定时器

66

ALT

On/Off 交替

67

RAMP

斜坡信号

68

DTM

数据转换与搬移

69

SORT

数据整理排序

外部设定显示:

70

TKY

十键键盘输入

71

HKY

十六键键盘输入

72

DSW

数字开关

73

SEGD

七段显示器译码

74

SEGL

七段显示器分时显示

75

ARWS

方向开关控制

76

ASC

ASCII 码变换

77

PR

ASCII 码打印

外部SER设备:

78

FROM

扩展模块CR数据读出

79

TO

扩展模块CR数据写入

80

RS

串行数据传送

81

PRUN

8 进制位传送

82

ASCI

HEX 转为 ASCII

83

HEX

ASCII 转为 HEX

84

CCD

校验码

85

VRRD

电位器值读出

86

VRSC

电位器刻度读出

87

ABS

绝对值运算

88

PID

PID 运算

台达变频器通讯:

100

MODRD

MODBUS 数据读取

101

MODWR

MODBUS 数据写入

102

FWD

变频器正转指令

103

REV

变频器反转指令

104

STOP

变频器停止指令

105

RDST

变频器状态读取

106

RSTEF

变频器异常复位

107

LRC

LRC 校验码计算

108

CRC

CRC 校验码计算

150

MODRW

MODBUS 资料读出/?入

206

ASDRW

台达伺服器通?

浮点运算:

110

DECMP

二进制浮点数比较

112

DMOVR

浮点数值数据移动

111

DEZCP

二进制浮点数区间比较

116

DRAD

角度→弧度

117

DDEG

弧度→角度

118

DEBCD

二进制浮点数→十进制浮点数

119

DEBIN

十进制浮点数→二进制浮点数

120

DEADD

二进制浮点数加法

121

DESUB

二进制浮点数法

122

DEMUL

二进制浮点数乘法

123

DEDIV

二进制浮点数除法

124

DEXP

二进制浮点数取指数

125

DLN

二进制浮点数取自然对数

126

DLOG

二进制浮点数取对数

127

DESQR

二进制浮点数平方

128

DPOW

浮点数乘方

129

INT

二进制浮点数→BIN 整数变换

130

DSIN

二进制浮点数SIN 运算

131

DCOS

二进制浮点数COS 运算

132

DTAN

二进制浮点数TAN 运算

133

DASIN

二进制浮点数ASIN 运算

134

DACOS

二进制浮点数ACOS 运算

135

DATAN

二进制浮点数ATAN 运算

136

DSINH

二进制浮点数SINH 运算

137

DCOSH

二进制浮点数COSH 运算

138

DTANH

二进制浮点数TANH 运算

172

DADDR

浮点数值加法

173

DSUBR

浮点数值减法

174

DMULR

浮点数值乘法

175

DDIVR

浮点数值除法

数据处理 II :

143

DELAY

延迟指令

144

GPWM

一般用脉冲波宽调变

145

FTC

模糊化温度控制

147

SWAP

上/下 字节交换

148

MEMR

文件寄存器读出

149

MEMW

文件寄存器写入

151

PWD

输入脉宽检测

152

RTMU

I 中断子程序执行时间测量开始

153

RTMD

I 中断子程序执行时间测量结束

154

RAND

随机数值产生

109

SWRD

数字开关读取

196

HST

高速定时器

176

MMOV

16à32 位数值转换

177

GPS

(GPS) 接收通讯指令

178

DSPA

太阳能板位置指令

179

WSUM

求和

202

SCAL

比例值运算

203

SCLP

参数型比例值运算

205

CMPT

表格比较指令

207

CSFO

撷取速度与追随输出指令

定位控制:

155

DABSR

ABS 现在值读出

156

ZRN

原点回归

157

PLSV

附旋转方向脉冲输出

158

DRVI

相对定位

159

DRVA

绝对定位

191

DPPMR

双轴相对点运动

192

DPPMA

双轴绝对点运动

193

DCIMR

双轴相对圆弧插补

194

DCIMA

双轴绝对圆弧插补

195

DPTPO

单轴建表式脉冲输出

197

DCLLM

闭回路定位控制

198

DVSPO

可变速度脉波输出

199

DICF

立即变更频率指令

万年历:

160

TCMP

万年历数据比较

161

TZCP

万年历数据取间比较

162

TADD

万年历数据加法

163

TSUB

万年历数据减法

166

TRD

万年历数据读出

167

TWR

万年历数据写入

169

HOUR

时间表

格雷码:

170

GRY

BIN→GRY 码变换

171

GBIN

GRY 码→BIN 变换

矩阵:

180

MAND

矩阵与 (AND)运算

181

MOR

矩阵或 (OR)运算

182

MXOR

矩阵异或 (XOR)运算

183

MXNR

矩阵同或 (XNR)运算

184

MINV

矩阵反相

185

MCMP

矩阵比较

186

MBRD

矩阵位读出

187

MBWR

矩阵位写入

188

MBS

矩阵位位移

189

MBR

矩阵位循环移位

190

MBC

矩阵位状态计数

接点型态逻辑运算:

215

LD&

S1 &S2

216

LD|

S1 | S2

217

LD^

S1 ^ S2

218

AND&

S1 &S2

219

AND|

S1 | S2

220

AND^

S1 ^ S2

221

OR&

S1 &S2

222

OR|

S1 | S2

223

OR^

S1 ^ S2

接点型态比较指令:

224

LD=

S1 = S2

225

LD>

S1 > S2

226

LD<

S1 < S2

228

LD<>

S1 ≠ S2

229

LD<=

S1 ≦ S2

230

LD>=

S1 ≧ S2

232

AND=

S1 = S2

233

AND>

S1 > S2

234

AND<

S1 < S2

236

AND<>

S1 ≠ S2

237

AND<=

S1 ≦ S2

238

AND>=

S1 ≧ S2

240

OR=

S1 = S2

241

OR>

S1 > S2

242

OR<

S1 < S2

244

OR<>

S1 ≠ S2

245

OR<=

S1 ≦ S2

246

OR>=

S1 ≧ S2

凸函数的性质之一为:定义在某个开区间C内的凸函数f在C内连续,且在除可数个点之外的所有点可微。如果C是闭区间,那么f有可能在C的端点不连续。

固定t和u,令s趋近于t,右边是一个有界常数,可得左边为f(x)在t这一点的左导数,

由于t的任意性可得,f(x)的左导数存在,这说明f(x)是左连续的。

由前面的不等式还可以证明(1-λ)(f(t)-f(s))≤λ(f(u)-f(t))

推出(f(t)-f(s))/(t-s)≤(f(u)-f(t))/(u-t)。

固定s和u,令t趋近于s,右边是一个有界常数,可得左边为f(x)在s这一点的右导数,

由于s的任意性可得,f(x)的右导数存在,这说明f(x)是右连续的。

综上可得凸函数f(x)在开区间内是连续的。

凸函数初等运算

1、如果f和g是凸函数,那么m(x)=max{f(x),g(x)}和h(x)=f(x)+g(x)也是凸函数。

2、如果f和g是凸函数,且g递增,那么h(x)=f(g(x))是凸函数。

3、凸性在仿射映射下不变:也就是说,如果f(x)是凸函数,那么g(y)=f(Ay+b)也是凸函数。


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