基于八叉树的修正克里金空间插值算法

作     者：王金鑫 秦子龙 曹泽宁 陈艺航 石焱 WANG Jinxin;QIN Zilong;CAO Zening;CHEN Yihang;SHI Yan

作者机构：郑州大学地球科学与技术学院河南郑州450001 郑州大学水利科学与工程学院河南郑州450001 

出 版 物：《郑州大学学报（工学版）》 (Journal of Zhengzhou University（Engineering Science）)

年 卷 期：2021年第42卷第6期

页      面：21-27页

学科分类：081603[工学-地图制图学与地理信息工程] 081802[工学-地球探测与信息技术] 07[理学] 08[工学] 070503[理学-地图学与地理信息系统] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0705[理学-地理学] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：河南省科技攻关项目(212102210377) 河南省地质矿产勘查开发局2018年财政规划项目(豫地矿2018030) 

主　　题：八叉树 克里金插值 点密度 点空间分布 三维地质建模 

摘      要：邻域搜索作为空间插值算法中的一个重要步骤,待插值点的邻域范围选取是否恰当对插值效率与精度都有较大影响。针对目前空间插值算法中关于邻域搜索研究较少的问题,提出一种基于八叉树的空间插值邻域搜索策略。首先,构建采样点的最小外包围盒并对其进行八叉树剖分,将采样点各自归于剖分后的包围盒中;然后,对待插值点进行邻域点搜索,并通过定义点密度来约束待插值点的空间分布;最后,对于任意待插值点,将上述邻域搜索策略应用到普通克里金插值模型中进行空间插值。为检验该方法的效率与效果,将其与传统基于固定距离、固定数目策略的普通克里金插值和反距离加权插值方法进行比较,并分别将各种方法的插值结果应用到地质三维建模。结果表明:当插值得到相同数量点时,除固定数目法(30个样本点)外,所提方法在插值精度与效率上均优于传统方法;虽然固定数目法(30个样本点)在精度上稍占优势,但其计算耗时是所提方法的6.6倍;在相同精度条件下,所提方法较传统方法效率提高了20%;在使用插值后的数据构建相同剖分层次的三维网格地质模型时,所提方法比传统方法减少了近1/3的冗余点,提高了建模效率。