Αξιολόγηση μεθόδων χωρικής παρεμβολής για τη χαρτογράφηση ωκεανογραφικών παραμέτρων
Οι μέθοδοι χωρικής παρεμβολής χρησιμοποιούνται ευρέως στην έρευνα του θαλάσσιου περιβάλλοντος για την εκτίμηση της χωρικής κατανομής ωκεανογραφικών παραμέτρων και την σύγκριση χαρτών συγκεκριμένων μεταβλητών για διαφορετικές χρονικές περιόδους. Σημερα, πλειάδα τέτοιων μεθόδων είναι διαθέσιμη και συν...
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Language: | Greek |
| Published: |
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://catalog.lib.aegean.gr/iguana/www.main.cls?surl=search&p=ed763fb5-024d-4d04-a952-e71cbf110eaa#recordId=1.105911 http://hdl.handle.net/11610/7449 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Summary: | Οι μέθοδοι χωρικής παρεμβολής χρησιμοποιούνται ευρέως στην έρευνα του θαλάσσιου περιβάλλοντος για την εκτίμηση της χωρικής κατανομής ωκεανογραφικών παραμέτρων και την σύγκριση χαρτών συγκεκριμένων μεταβλητών για διαφορετικές χρονικές περιόδους. Σημερα, πλειάδα τέτοιων μεθόδων είναι διαθέσιμη και συνεπώς η επιλογή της πιο κατάλληλης για συγκεκριμένη περίπτωση μελέτης δεν είναι εύκολη υπόθεση. Σε αυτήν την εργασία επιχειρήθηκε η αξιολόγηση της ακρίβειας δύο μεθόδων χωρικής παρεμβολής για τη χαρτογράφηση της χωρικής κατανομής του οργανικού άνθρακα (dw %), ο οποίος είναι σημαντικός δείκτης των βενθικών ιζημάτων του θαλάσσιου περιβάλλοντος. Οι τιμές του οργανικού άνθρακα προέκυψαν έπειτα από δειγματολειψία σε δίκτυο 20 σταθμών στον Κόλπο της Γέρας, ο οποίος αποτελεί αντιπροσωπευτικό παράδειγμα ημίκλειστου και ρηχού θαλάσσιου οικοσυστήματος και βρίσκεται νοτιοανατολικά της νήσου Λέσβου. Οι μέθοδοι χωρικής παρεμβολής που εξετάστηκαν ήταν της Αντίστροφης Βαρύνουσας Απόστασης (Inverse Distance Weighting, IDW) και των Splines. Στην IDW οι τιμές που δόθηκαν στην δύναμη της συνάρτησης βάρους ήταν 1, 1.5, 2, 4, 10 και 20 και οι γείτονες που χρησιμοποιήθηκαν για κάθε δύναμη ξεχωριστά ήταν 3, 4, 5 και 6. Στη Splines τα αντίστοιχα βάρη πήραν τις τιμές 0, 0.01, 0.1, 0.5 και 1. Για όλα τα βάρη στη Splines ο αριθμός γειτόνων που χρησιμοποιήθηκε ήταν 12. Σε όλες τις παρεμβολές το μέγεθος του κελιού ορίστηκε στα 28 μέτρα. Η ψηφιοποίηση και καταχώριση των δεδομένων καθώς και η εκτέλεση των χωρικών παρεμβολών έγιναν στο περιβάλλον ArcInfo Workstation του λογισμικού ArcGIS®. Αφού πρώτα έγινε μια στατιστική επισκόπηση των δεδομένων πεδίου για την κανονικότητα της κατανομής του δείγματος και την ύπαρξη ακραίων τιμών σε αυτό, έγινε η αξιολόγηση των μεθόδων χωρικής παρεμβολής με την μέθοδο cross-validation. Για κάθε σταθμό δειγματολειψίας υπολογίστηκε το cross-validation σφάλμα, το οποίο είναι η διαφορά μεταξύ της τιμής προσομοίωσης, που προέκυψε κατά τη διαδικασία της cross-validation, και της τιμής πεδίου. Στη συνέχεια, υπολογίστηκαν οι συντελεστές συσχέτισης Pearson και προσδιορισμού μεταξύ των τιμών πεδίου και προσομοίωσης κι έπειτα τα μέσα σφάλματα RMSE (root-mean-square-error), MAE (mean absolute error) και ME (mean error) μέσω των οποίων εκτιμήθηκε η ακρίβεια της επίδοσης της κάθε παρεμβολής. Επιπλέον, έγινε επιμερισμός του μέσου σφάλματος MSE (mean squared error) σε συνιστώσες, οι οποίες έδωσαν μια εικόνα για το πόσο κατάφεραν οι μέθοδοι χωρικής παρεμβολής να αποτυπώσουν το μέγεθος και τη χωρική δομή της διακύμανσης των τιμών πεδίου. Μεταξύ άλλων, τα αποτελέσματα για το συγκεκριμένο δίκτυο δειγματοληψίας και τη συγκεκριμένη παράμετρο, έδειξαν ότι μικρότερα μέσα χωρικά σφάλματα αντιστοιχούν στις παρεμβολές που αποτύπωσαν καλύτερα την χωρική δομή της διακύμανσης των τιμών πεδίου και οι οποίες έχουν περισσότερο σφαιρικό χαρακτήρα, αλλά συγχρόνως δεν κατάφεραν να προσεγγίσουν το μέγεθος της διακύμανσής τους. |
|---|