• 제목/요약/키워드: geostatistical interpolation

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Evaluation of the Population Distribution Using GIS-Based Geostatistical Analysis in Mosul City

  • Ali, Sabah Hussein;Mustafa, Faten Azeez
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.83-92
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    • 2020
  • The purpose of this work was to apply geographical information system (GIS) for geostatistical analyzing by selecting a semi-variogram model to quantify the spatial correlation of the population distribution with residential neighborhoods in the both sides of Mosul city. Two hundred and sixty-eight sample sites in 240 ㎢ are adopted. After determining the population distribution with respect to neighborhoods, data were inserted to ArcGIS10.3 software. Afterward, the datasets was subjected to the semi-variogram model using ordinary kriging interpolation. The results obtained from interpolation method showed that among the various models, Spherical model gives best fit of the data by cross-validation. The kriging prediction map obtained by this study, shows a particular spatial dependence of the population distribution with the neighborhoods. The results obtained from interpolation method also indicates an unbalanced population distribution, as there is no balance between the size of the population neighborhoods and their share of the size of the population, where the results showed that the right side is more densely populated because of the small area of residential homes which occupied by more than one family, as well as the right side is concentrated in economic and social activities.

공간보간기법에 의한 서울시 미세먼지(PM10)의 분포 분석 (The Distribution Analysis of PM10 in Seoul Using Spatial Interpolation Methods)

  • 조홍래;정종철
    • 환경영향평가
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    • 제18권1호
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    • pp.31-39
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    • 2009
  • A lot of data which are used in environment analysis of air pollution have characteristics that are distributed continuously in space. In this point, the collected data value such as precipitation, temperature, altitude, pollution density, PM10 have spatial aspect. When geostatistical data analysis are needed, acquisition of the value in every point is the best way, however, it is impossible because of the costs and time. Therefore, it is necessary to estimate the unknown values at unsampled locations based on observations. In this study, spatial interpolation method such as local trend surface model, IDW(inverse distance weighted), RBF(radial basis function), Kriging were applied to PM10 annual average concentration of Seoul in 2005 and the accuracy was evaluated. For evaluation of interpolation accuracy, range of estimated value, RMSE, average error were analyzed with observation data. The Kriging and RBF methods had the higher accuracy than others.

장기 관측 지하수위 결측자료 보완 (Interpolation of Missing Groundwater-Level Data at the National Groundwater Monitoring Wells)

  • 정상용;심병완;강동환;원종호;김규범
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
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    • pp.15-22
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    • 2000
  • Long ranged groundwater-level data often have the missing intervals because of the trouble of monitoring systems at the national groundwater monitoring wells. Geostatistical methods are very useful for the supplement of the missing data. Ordinary kriging was applied for the interpolation of the missing groundwater-level data with a smooth sinusoidal variation. Conditional simulation was used for the reproduction of the missing data with high fluctuations. Two geostatistical methods produced the very accurate estimates at the missing intervals and reproduced their original variations. This fact is proved by the cross validation test and graphical method, respectively.

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Geostatistical Integration of Different Sources of Elevation and its Effect on Landslide Hazard Mapping

  • Park, No-Wook;Kyriakidis, Phaedon C.
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.453-462
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    • 2008
  • The objective of this paper is to compare the prediction performances of different landslide hazard maps based on topographic data stemming from different sources of elevation. The geostatistical framework of kriging, which can properly integrate spatial data with different accuracy, is applied for generating more reliable elevation estimates from both sparse elevation spot heights and exhaustive ASTER-based elevation values. A case study from Boeun, Korea illustrates that the integration of elevation and slope maps derived from different data yielded different prediction performances for landslide hazard mapping. The landslide hazard map constructed by using the elevation and the associated slope maps based on geostatistical integration of spot heights and ASTER-based elevation resulted in the best prediction performance. Landslide hazard mapping using elevation and slope maps derived from the interpolation of only sparse spot heights showed the worst prediction performance.

Geostatistical analyses and spatial distribution patterns of tundra vegetation in Council, Alaska

  • Park, Jeong Soo;Lee, Eun Ju
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제37권2호
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    • pp.53-60
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    • 2014
  • The arctic tundra is an important ecosystem in terms of the organic carbon cycle and climate change, and therefore, detailed analysis of vegetation distribution patterns is required to determine their association. We used grid-sampling method and applied geostatistics to analyze spatial variability and patterns of vegetation within a two-dimensional space, and calculated the Moran's I statistics and semivariance to assess the spatial autocorrelation of vegetation. Spatially autocorrelated vegetation consisted of moss, Eriophorum vaginatum, Betula nana, and Rubus chamaemorus. Interpolation maps and cross-correlograms revealed spatial specificity of Carex aquatilis and a strong negative spatial correlation between E. vaginatum and C. aquatilis. These results suggest differences between the species in water requirements for survival in the arctic tundra. Geostatistical methods could offer valuable information for identifying the vegetation spatial distribution.

The analysis of groundwater table variations in Sylhet region, Bangladesh

  • Zafor, Md. Abu;Alam, Md. Jahir Bin;Rahman, Md. Azizur;Amin, Mohammad Nurul
    • Environmental Engineering Research
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    • 제22권4호
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    • pp.369-376
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    • 2017
  • The trend analysis of the study was acquired by selecting multiyear monthly groundwater table data and monitors the wells in each sub-district under the study area. The intention of this research was to analyze the outcome of the non-parametric Mann-Kendall test at greater than the significance level which is 95% of groundwater level in Sylhet. The aptitude is effective at two conjunctures where the confidence bounds are 95% and it meets the estimate line of Sen's. To calculate and assess the spatial differences in the inanition of groundwater table, geostatistical methods was applied based on data from 27 groundwater wells during the period from January 1975 to December 2011 which were obtained from a secondary source, Bangladesh Water Development Board. The geographic information system was used to assess the spatial change in order to find the level of groundwater. Cross-validation errors were found within an advisable level in estimating the groundwater depth with different interpolation models of ordinary kriging methods. Finally, surface maps were generated with the best-fitted model. The southeast region was found highly vulnerable from groundwater level point of view. Northern region was detected highest hazard prone area for diverge groundwater using kriging method.

물리탐사 자료의 해상도 향상을 위한 지구통계학적 다운스케일링 (Downscaling of Geophysical Data for Enhanced Resolution by Geostatistical Approach)

  • 오석훈;한성미
    • 한국지구과학회지
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    • 제31권7호
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    • pp.681-690
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    • 2010
  • 블럭으로 주어지는 물리탐사 자료의 역산결과를 시추공 자료와 복합적으로 시뮬레이션하여 암반등급의 분류에 적용하였다. 물리탐사의 역산결과는 해석 대상에 대한 부가적 수준의 정보를 포함하게 되며, 전체 영역에 대한 정보를 제공한다. 반면, 시추공 자료는 해석 대상에 대한 직접적인 정보를 제공하지만, 그 정보의 공간적 범위가 매우 좁아 포인트 자료로써 이용된다. 블럭으로 주어지는 물리탐사 역산결과와 포인트로 주어지는 시추공 자료를 결합하여 크리깅이나 지구통계학적 시뮬레이션을 수행하기 위해서는, 포인트-포인트, 포인트-블럭, 블럭-포인트 간의 공분산 정보가 필요하다. 이 연구에서는 SGeMS에서 제공하는 Bssim 모듈을 이용하여, 역산 블럭과 시추공 포인트간의 복합적 시뮬레이션을 통해 공간적 특성이 다른 자료를 반영하는 다운스케일 된 결과를 얻었고, 이를 선행연구에서 적용한 지구통계학적 역산 결과와 비교하였다. 그 결과, 본 방법에 의한 다운스케일링 기법이 보다 확장가능하고 유연한 적용이 가능한 것으로 판단하였다.

강우자료에 대한 공간보간 기법의 적용 (Application of Spatial Interpolation to Rainfall Data)

  • 조홍래;정종철
    • Spatial Information Research
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    • 제14권1호
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    • pp.29-41
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    • 2006
  • 공간통계자료는 비록 공간상 모든 위치에 그 값이 존재하나, 실제 우리는 모든 지점에서 공간자료를 수집하지 못한다. 따라서 몇 개의 대표 지점에서 자료를 수집한 후 이를 미관측 지역까지 확장하여 사용하게 되는데, 이때 공간보간 기법이 적용된다. 본 논문에서는 다양한 분야에서 매우 중요하게 사용되는 강우자료에 대해 공간보간을 실시하고 그 정확성을 검증하였다. 기상청에서 운영하는 총 373 개의 강우관측소의 2004 년도 연 총강우량에 대해 공간보간을 실시하였으며, 그로부터 이론적 베리오그램으로 가우시안 함수를 사용한 일반 크리깅이 가장 높은 정확성을 보인 것으로 확인되었다. 다른 보간기법에 비해 크리깅 기법은 비교적 정확성이 높은 것으로 분석되었으며, 결과에 있어서는 예측값의 분포 범위가 좁은 일반화의 특성을 갖는 것으로 나타났다. 지역경향면 분석(local trend surface analysis), IDW, RBF의 경우 강우자료에 대한 예측값의 범위가 크리깅에 비해 매우 넓게 분포하는 것으로 나타났으며, 공간적으로는 인접한 지역의 예측값이 크리깅에 비해 급변하는 것으로 분석되었다.

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지반 보간을 위한 지반정보DB 구축 방법에 따른 액상화 평가 결과 비교 (Comparison of Liquefaction Assessment Results with regard to Geotechnical Information DB Construction Method for Geostatistical Analyses)

  • 강병주;황범식;방태완;조완제
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권4호
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    • pp.59-70
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    • 2022
  • 지진으로부터 상대적으로 안전지대라고 여겨졌던 한반도에서 2017년 규모 5.4의 강진이 포항지역에 발생함으로써 액상화 현상이 민가, 농지에서 광범위하게 나타났고 이에 액상화 현상을 예측하는 액상화 재해도 작성에 관한 연구수요가 높아지고 있다. 액상화 현상이란 느슨한 사질토에서 지진과 같은 큰 동적응력이 짧은 시간 작용할 때 과잉간극수압의 급격한 증가로 지반의 강도가 완전히 상실되는 현상을 의미한다. 액상화는 액상화 가능지수(liquefaction potential index, LPI)를 통해 평가할 수 있지만 LPI는 단일 시추공 별로 산출되기 때문에 해당지역의 대표성에 대한 문제가 발생하게 된다. 이러한 대표성의 문제는 지리정보시스템(geographic information system, GIS)을 활용한 공간보간을 통해 보완될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 지구통계학적인 공간보간 기법 중 하나인 크리깅(kriging)을 활용하여 지반정보의 대표성 문제를 해결하고자 하였으며 액상화 평가를 위한 지반정보DB를 구축하고자 하였다. 또한 구축된 지반정보DB를 활용하여 재현주기 별 액상화 재해도를 작성하였으며 액상화 재해도 결과는 교차검증을 통하여 정밀도 검증을 수행하였다.

초단주기 지표온도 위성자료와 다변량 공간통계기법을 결합한 산지 지역의 기온 분포 추정 (Estimating Air Temperature over Mountainous Terrain by Combining Hypertemporal Satellite LST Data and Multivariate Geostatistical Methods)

  • 박선엽
    • 대한지리학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.105-121
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    • 2009
  • 지형 굴곡이 심한 하와이 화산섬의 경우, 측후소 분포가 매우 제한적이어서 공식적인 기온 분포도가 작성되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 기온 지도화의 문제점을 해결하는 방법으로 위성기반의 지표온도 자료로부터 기온추정치를 추출하여 내삽법에 필요한 입력자료로 사용하였다. 추출된 온도값을 표본값으로하여 거리 역비례 가중치법(IDW)과 공동크리깅 (cokriging)을 적용하여 기온추정치를 지도화하였다. 기온과 고도값을 함께 이용한 cokriging이 IDW에 비해 크게 향상된 추정 오차값을 나타내었다. Cokriging은 주 변수와 고도와 같은 추가 변수 간의 상관관계가 유의하게 나타날 때 효과적으로 사용되는 내삽법이지만, 내삽 정확도는 계절적인 기상조건에 민감하게 영향받는 것으로 조사되었다. 강수량이 크게 증가하는 우기에는 건기에 비해 공간적인 기온변화가 크며, 이에 따라 기온 추정 오차값도 우기에 높게 나타났다.