使用ArcGIS IDW空间插值时,点数据是否应该等距投影?


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我想知道是否有人可以澄清使用ArcGIS IDW空间插值时是否应将点数据投影到等距投影?

我正在研究来自北美西部的数据集,其跨度约为30度。数据当前为纬度/经度(NAD83)。

在插值过程中计算到样本点的距离时,ArcGIS是“即时投影”还是以某种方式调整了纬度?或者我应该在保留距离的投影中提供所有内容吗?


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没有投影会保留所有距离。“等距”投影保留到地图上一个,两个或至多三个不同点的距离。为此,通常会在其他点对之间引入较大的距离失真。查看此答案及其评论。
whuber

Answers:


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IDW的工作方式是找到距离每个插值点最近的数据点,根据到这些点的距离的给定幂p加权数据值,并形成加权平均值。(通常p = -2。)

假设在所有方向上相同的插值点周围存在一些距离失真。这将乘以一定的距离全部X。因此权重都乘以x ^ p。因为这不会改变相对权重,所以加权平均值与之前相同。

当距离失真随方向变化时,这种不变性不再成立:某些方向上的数据点(在地图上)现在出现的距离比应该出现的距离相对更近,而其他点的出现则相对更远。这会改变权重,因此会影响IDW预测。

因此,对于IDW插值,我们希望使用一种投影,该投影会从地图上的每个点在所有方向上产生大致相等的变形。这样的投影被称为保形的。 保形投影包括基于墨卡托(包括横轴墨卡托(TM)),兰伯特圆锥形,甚至立体图像的投影。

重要的是要认识到保形性是“本地”属性。这意味着仅在每个点的较小邻域内,所有轴承上的距离变形都是恒定的。对于距离较远的较大社区,所有选择均不适用。墨卡托投影是一个常见且极端的示例,该投影在各处都是保形的(极点处(未定义))。在距赤道足够大的南北距离时,它的距离失真变得无限大,而沿着赤道本身,它的精度是非常精确的。

某些投影中的失真量可能会在各个点之间变化得如此之快,以至于当最接近的邻居彼此远离或接近投影域的极端时,即使是共形也无法挽救我们。因此,明智的是选择适合于研究区域的共形投影:这意味着研究区域应包含在其变形最小的区域内。例如,墨卡托(Mercator)位于赤道附近(TM)沿南北线,而立体图像靠近任一极。在美国本土,当参考纬度位于研究区域内但在其北部和南部极端附近时,Lambert保形圆锥形通常是一个很好的默认选择。

这些考虑因素通常仅对跨越大国或更多国家的研究区域重要。在美国的小国或州内,存在流行的常规坐标系(例如各种国家网格和州平面坐标),在这些特定国家或州内引入的距离偏差很小 对于大多数分析工作,它们是很好的默认选择。


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感谢您的详细回复。投影到LCC后,我已经重新运行了分析。与未预测的数据略有不同,因此我将使用这个新的预测版本。
朱莉

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由于您使用的是用于计算距离的运算,因此您的输入数据集应位于投影坐标系中。我建议将您的点数据重新投影到UTM投影(请参阅UTM参考地图)。


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经度范围较小时,UTM是合适的:正式的,小于7度。(在更极端的纬度下,您可以走得更远些。)美国西部足够大,以至于UTM坐标系不太可能是最佳选择,甚至不是一个好的选择。
whuber

我建议使用UTM,因为该问题涉及的是纬度范围大于经度范围的数据。
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