[发明专利]一种双权重的空间插值方法

说明书

本发明公开了一种双权重的空间插值方法。该方法包括如下步骤：S1，确定插值分辨率、空间插值范围与插值属性字段，划分格网单元；S2，计算每一个待插值格网中心点二维坐标，并依据距离最近原则筛选满足插值要求数量的采样点；S3，计算采样点的距离权重和局部空间位置插值属性变异权重，利用距离和差异性系数作为双权重，对待插值格网点进行插值；S4，将得到的插值结果以栅格形式输出。本发明在经典插值方法考虑空间自相似原理的基础上，结合用来插值的采样点属性值在空间中的变异特征，设计了一种采样点变异性的定量表达公式，并将其作为第二权重应用在插值计算中，能够有效减弱采样点异常值对插值结果的不利影响。

技术领域

本发明属于空间插值模型构建的技术领域，涉及在空间插值过程中考虑距离和局部采样点插值属性变异性作为权重计算因子，以提高插值结果精度。

背景技术

空间插值是在一定区域内，基于有限采样点数据来计算区域内任意位置对应变量值的一项地理空间分析技术。借助空间插值技术可以将某种空间变量由点扩展面，得到空间变量的空间分布，因此在地理、环境、生态等领域都有非常广泛的应用。插值精度是决定空间插值技术应用价值的重要因素，因此许多学者针对不同空间插值技术的精度特征展开讨论，同时也不断提出、优化新的空间插值技术。特别地，考虑到数据采样的成本，如何基于有限的采样点获取精度较高的插值结果，已经成为空间分析技术领域的重要课题。

空间内插是构建DEM的重要方法，而DEM构建也成为分析空间插值方法精度特征的重要方式。传统的DEM构建是在离散采样点的基础上，通过空间内插技术对未知高程点的属性值进行估计，从而实现对地形的连续表面建模。空间内插技术作为DEM构建的关键技术，许多学者不但对各种传统方法(如多项式、趋势面拟合、样条函数、傅里叶级书)在地形表面建模的可行性、特点进行了充分而深入的研究，也引进相关学科的内插方法如克里格、有限元等内插技术，并同时根据地形表面的特点发展地形数据的各种内插方法。现有成熟的内插方法主要有泰森多边形法、反距离加权法、梯度距离反比法、样条函数法、趋势面法、面积插值法、普通克里金法等。这些方法中大多都涉及以距离为权重进行插值，如反距离加权法、梯度距离反比法、普通克里金法，虽较好地利用了采样点的平面分布的相关性，却忽略了插值属性在小范围内的突变情况，从而导致个别采样插值属性突变点影响范围较大，如自然地形中的洼地，城市地形中建筑物等，造成小部分区域的模拟地貌失真。

为解决上述问题，进一步优化插值方法，设计一种减缓局部采样点属性值突变所引起的插值结果异常的方法是必要的，这也是空间插值领域迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种双权重的空间插值方法，可以减少采样点插值属性值突变带来的DEM构建误差。

本发明采用的技术方案如下：

一种双权重的空间插值方法，包括如下步骤：

S1，确定插值分辨率、空间插值范围与插值属性字段，划分格网单元；

S2，计算格网点二维坐标，筛选近邻采样点；

S3，计算采样点的距离权重和局部空间位置插值属性变异权重，利用距离和差异性系数作为双权重，对待插值格网点进行插值；

S4，将得到的插值属性值以栅格形式输出。

进一步地，所述步骤S2的具体过程如下：

S21，以插值格网点为中心缓冲一定距离搜索近邻采样点，判断寻找的近邻采样点是否大于12，是则执行步骤S22，否则缓冲半径扩大一倍，寻找近邻采样点；

S22，计算步骤S21搜索到的采样点与插值格网点的距离，根据距离对所筛选采样点进行冒泡排序，选取距离最小的12个采样点作为插值格网的近邻采样点。

进一步地，所述步骤S3的具体过程如下：