数据技能：如何用克里金插值法进行城市街道空气污染数据模拟

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小编：今日为大家推荐一则使用克里金插值法进行街道空气污染数据模拟的实操分享，来自微信公众号 韧性城市规划。

克里金插值法是一种网格化地质统计方法，通过运用采样点数据通过连接函数来预测未采样点的数值。数据点较多时，内插结果可信度较高，其适用范围为区域化变量存在空间相关性。其在地理信息和气象学方面有着广泛的应用，如空间高程、土壤污染物、大气污染、气温的空间分布等使用空间插值的方法可以减轻业外的工作量，提高工作效率。由于空气污染监测依赖个别点位，中微观区域的空气污染污染数据很难获取，因此需要依靠插值法进行模拟。本文以插值模拟天津市中心城区各街道空气污染为例，演示常规克里金插值法操作，不足或错误之处还望不吝指出。

克里金插值工作原理：

https://desktop.arcgis.com/zh-cn/arcmap/10.3/tools/3d-analyst-toolbox/how-kriging-works.htm

① 将带有经纬度坐标值的空气污染数据点的excel数据表导入ArcGIS 10.5中，右击图层sheet1>显示XY数据，将带有属性的数据点导入>右击图层，选择数据>导出。

② 将各区乡镇边界导入GIS中，使用合并工具合并后并导出数据。

ArcGIS 10.5中有两种方法实现克里金插值。

a.克里金插值工具

ArcToolbox>Spatial Analyst工具>插值分析>克里金法(本文使用此方法)

b.地统计工具条——Geostatistical Analyst

（1）两种方法的设置

a.克里金插值工具

① 因为我们是对监测浓度进行插值，因此在数据集>数据字段中选择浓度>点击下一步，按图进行设置。

② 选择普通克里金。

③ 变量>半变异函数；选择类型调整半变异函数，使曲线贴合蓝色平均化数据。

④ 插值结果如下图所示，渲染图表示等高区域分布，符合实际情况。如果想要获取离散点的克里金插值，可更改窗口右侧的X、Y坐标值，Z的预测值即可更新显示。

⑤ 交叉验证：运用内部检核方法对插值精度进行分析，并通过插值均方根、标准均方根等给出总体插值精度。

（2）两种方法的结果

a.克里金插值工具

b.克里金-地统计法

两者区别：插值或栅格插值中的克里金法比较简单，可调的内容不多，就是范围、像元、半变异方法等，较为简单；而地统计则是一个强大的统计平台，记载了不只是克里金等多种方法，还包括其他多样的功能，如输入多组数据，转换类型，平滑以及最后的统计表格和拟合曲线，可以通过调节里面的参数，最后根据效果和统计报表去评判插值图形的真实可靠性，除此之外一个最大的差别就是地统计生成的插值图性是圆滑的闭合曲线，而克里金法生成的插值图则是数据点间连线。

①系统工具箱>数据管理工具>采样>创建渔网，如下图设置。

② 生成效果：除渔网外，还生成了带有属性值的点（创建渔网时勾选“创建标注点”）。

（2）提取栅格数据的值到渔网点数据中

①系统工具箱>Spatial Analyst Tools>提取分析>按掩膜提取

② 系统工具箱>Spatial Analyst Tools>提取分析>值提取至点

（3）将区域地名赋予给栅格点值，设置如下图。

系统工具箱>Analysis Tools>叠加分析>标识

（4）筛选过滤数据

系统工具箱>Analysis Tools>提取分析>筛选，如图设置

（5）数据汇总统计

系统工具箱>Analysis Tools>统计分析>汇总统计数据

（6）结果