Прогноз пространственного распределения экологических данных с применением кригинга и бинарной регрессии

Существует ряд экологических задач, связанных с прогнозом пространственного распределения экологических параметров. В работе рассматривается одна из таких задач. Предполагается, что исходными данными являются набор экологических или агрохимических данных, измеренных контактным способом (например, показания N-тестера интенсивности окраски листьев растений), а также аэрофотоснимок обследуемого объекта (например, поля). Необходимо оценить пространственное распределение экологического параметра. В статье предложен подход к решению задачи с совместным использованием методов кригинга и бинарной регрессии. Предварительно с помощью метода классификации можно определить однородные зоны поля (кластеры) на снимке. Предполагается, что в каждой выделенной зоне имеется набор экологических данных. В дальнейшем изучается каждая зона отдельно. Необходимо оценить уровень показателя в рассматриваемой зоне. Вначале проводится вариограммный анализ, строится модель вариограммы. Далее строится набор оценок экологического параметра с помощью метода ординарного кригинга. После этого задается пороговое значение экологического параметра для рассматриваемой зоны, вводится фиктивная переменная, которая принимает значение 1, если величина параметра превысила пороговую, и 0 в ином случае. Таким образом получается основа для логистической регрессии, где в факторы входит набор оценок, спрогнозированных методом кригинга. Кроме того, в эти факторы могут входить цветовые характеристики с аэрофотоснимка. В результате для каждой точки зоны можно вычислить вероятность превышения уровня, в случае, если она окажется близка к 1, есть основания полагать, что в такой точке величина параметра превышает пороговый уровень, а если вероятность близка к 0, есть основания считать, что значение параметра ниже порогового. Кроме того, представлен пример реализации подхода с помощью языка R на смоделированных данных. Библиогр. 8 назв. Ил. 4. Табл. 1.