明确一下什么是IDW(反距离权重)插值算法。
给出以下定义:
以待估计点为中心,确立一个范围,在这个范围内的所有已知点, 都将以自身到待估计点的距离的反比作为权重,对待估计点造成影响,这就是IDW(反距离权重)插值算法。
我们可以很清楚的看到,在进行IDW插值算法时,必要的参数只有待估计点,点,,及其值(样本值)。另外,我们给出一个幂参数来控制已知点对内插值的影响。其中,幂参数是一个正实数,默认值为2。(一般0.5到3的值可获得最合理的结果)。
下面给出权重公式:
其中,
为某已知点到待估计点的距离,
为幂参数。
在这些条件下,我定义了以下代码:
1 # 求距离反比平方之和
2 def getDsum(x,y,list=[]):
3 dsum = 0
4 for points in pointlist:
5 point_x = points[0]
6 point_y = points[1]
8 d = math.sqrt((point_x - x) ** 2 + (point_y - y) ** 2)
9 dsum = (1 / d)**2 + dsum
10 return dsum
1 # 求解各已知点的权重
2 def getWeight(x,y,list=[]):
3 dsum = getDsum(x,y,list)
4 weight = []
5 for points in list:
6 dlist=[]
7 point_x = points[0]
8 point_y = points[1]
10 d = math.sqrt((point_x - x) ** 2 + (point_y - y) ** 2)
11 dlist.append(d)
12 wei = ((1/d)**2)/dsum
13 weight.append(wei)
14 return weight
1 # 求得待估计点
2 def IDW_self(x,y,weight,list = []):
3 i = 0
4 z=0
5 for points in list:
6 point_z = points[2]
7 z = point_z*weight[i]+z
8 i=i+1
9 Value = "点({0},{1})的插值为{2}".format(x,y,z)
10 return Value
接着给出以下参数(pointlist中的点参数对应的是点的xy坐标及样本值):
1 pointlist = [(1,2,20),(2,3,26),(3,4,23)]
2 x=0
3 y=0
4 weight = getWeight(x,y,pointlist)
5 pointvalue = IDW_self(x,y,weight,pointlist)
6 print pointvalue
结果如图:
1 点(0,0)的插值为21.8349514563
至此,对于单个待估计点的IDW插值已经完成,接下来要思考的,是如何实现遍历包含所有样本点在内的extent的所有点,并使用IDW插值算法得到所有待估计点的值;以及如何将这些点,在arcgis上建立栅格模型并进行显示。
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