在处理不同分辨率的栅格时,应该将其重新采样到最高分辨率还是最低分辨率?


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我正在寻找有关处理具有不同分辨率和投影方式的栅格数据层的最佳做法的建议。我得到的建议是在执行任何分析之前始终将最低分辨率的图层重新采样,但这对我来说似乎是对精度的极大浪费,而且我从来没有得到为什么要这样做的可靠解释。

在什么时候重新采样以匹配更高分辨率的网格是合理的?与重新采样到更低的分辨率相比有何含义?

我意识到这很可能与情况有关。我主要是在寻找一般准则,但以下是我的具体情况供参考:

场景:我正在寻找一个基于各种环境和社会经济层面来预测土地利用的空间回归模型。我的土地使用地图是Landsat得出的,因此分辨率为30m。解释层的示例包括SRTM DEM(3弧秒,约90m)和Bioclim气候层(30弧秒,约1km)。


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您能否提供有关回归模型和实现方法的更多信息?+1是一个结构合理,有趣的问题!
亚伦

我正在比较两个时间点的森林覆盖率,并使用Logistic回归模型,以(二进制)森林砍伐概率作为响应。我将在R.实现它
马特SM

Answers:


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实际上,这不仅取决于情况,还与统计错误有关。

每当您以更高的分辨率重新采样时,都会引入错误的准确性。考虑一组仅以英尺为单位的整数数据。任何给定的点都可能距其实际位置+/- 0.5英尺。如果您重新采样到最接近的十分之一,那么您现在说的是任何给定的数字都不超过其实际位置的+/- 0.1。但是,您知道您的原始测量结果不那么准确,并且现在您正在误差范围内进行操作。但是,如果您采用另一种方法并重新采样至较低的分辨率,则会知道任何给定的点值绝对准确,因为它包含在较大的样本误差范围内。

在统计数学之外,首先想到的是土地测量。较早的勘测只指定了最接近的半分钟且距离十分之一英尺的轴承。用这些测量值绘制边界遍历通常会导致以英尺为单位的闭合误差(起点和终点应该相同,但不同)。现代测量至少要走到最接近的一英尺和几分之一英尺。精度差异可能会极大地影响派生值(例如批次的面积)。得出的值本身也可能过于精确。

在您的分析案例中,如果您以更高的分辨率重新采样,则结果将比其所基于的数据具有更高的准确性。考虑您在90m处的SRTM。他们通过任何一种方法测量高程(平均/最大/平均回报),可以与邻域区分开的最小单位(像素)为90m。如果将其重新采样到30m,则可以:

  • 您假设所有九个结果像素都是相同的高程,但实际上可能只有一个-中心或左上角-(或无!)
  • 您在像素之间进行插值,创建以前不存在的派生值

因此,在这两种情况下,由于没有实际测量新的子样本,因此引入了错误的准确性。

相关问题:有哪些实践可用于模拟土地适宜性?


这当然适用于点数据。但是我想知道,对于连续变化的空间量进行平均的栅格数据是否有所不同,在这种情况下,位置的精度和所测量的量的精度是相同的。同样,不同的数量具有不同水平的空间变化。例如,将高程数据重新采样到更高的分辨率必须在山区带来比大草原更大的误差。
Matt SM

@MattSM对所有空间数据都是如此,并加上测量数量的统计误差。考虑您在90m处的SRTM。他们通过任何一种方法测量高程(平均/最大/平均回报),可以与邻域区别的最小单位(像素)为90m。如果您将其重新采样到30m,您现在要说的是,所有9个最终像素都是相同的高程,而实际上可能只有一个(或没有!)是-中心或左上角。或者,您在像素之间进行插值,从而创建以前不存在的值,从而导致错误的准确性。是的,值范围会影响潜在的误差。
克里斯·W

就像一个旁注,在图案明显受限的特殊情况下,可以插值特定特征-我想到的一个非地理特征是从分辨率太低而无法读取的照片中重建车牌信息。但是您必须知道您在看什么。我记得有些情况下,由于所讨论的车牌使用非欧洲文字(例如阿拉伯语)而导致车牌重建失败。
史蒂夫·巴恩斯

那么基于弧的分辨率的栅格呢?难道它们没有在不同区域具有不同区域/纵横比的栅格像元吗?
CMCDragonkai

@CMCDragonkai我不确定如何解决这个问题,因为您正在研究数据表示与格式以及坐标系/投影的关系。是的,栅格中的地理区域不一定与正方形(或其他长宽比)像素一样均匀。许多卫星数据规格会告诉您这一点(像素在最低点为x,在条带边缘为y)。但是重采样问题仍然适用-如果有的话,只会使问题更加复杂。(对不起,很抱歉,我一段时间
Chris W
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