Χωρική Ανάλυση και Χωρική Παρεμβολή Εδαφολογικών Δεδομένων Πεδινών Εκτάσεων του Βορείου Αμβρακικού Κόλπου

Abstract

Η χρήση μεθόδων χωρικής παρεμβολής αλλά και ιδιαίτερα η εφαρμογή της γεωστατιστικής θεωρίας για τη βελτίωση της χαρτογράφησης εδαφικών ιδιοτήτων έχει εφαρμοσθεί σε αρκετές περιπτώσεις της εδαφολογικής έρευνας. Από πλευράς διαθεσιμότητας πληροφοριών, ο συμβατικός εδαφολογικός χάρτης περιορίζεται στην εμφάνιση μόνο των πληροφοριών που είναι απαραίτητες για τη διάκριση των χαρτογραφικών μονάδων και δεν έχει τη δυνατότητα αποτύπωσης της διακύμανσης των τιμών μιας εδαφικής ιδιότητας. Στόχος της εργασίας είναι η σύγκριση μεθόδων χωρικής παρεμβολής για την πρόβλεψη των τιμών των εδαφικών ιδιοτήτων σε θέσεις που δεν έχουμε λάβει δείγματα, βασιζόμενοι σε ήδη μετρημένες τιμές των εδαφικών ιδιοτήτων στις θέσεις δειγματοληψίας, καθώς και σε τοπογραφικά χαρακτηριστικά της περιοχής μελέτης. Στην παρούσα εργασία, σε πεδινές εκτάσεις του βόρειου Αμβρακικού κόλπου, μετά από προκαταρκτική χωρική ανάλυση των δεδομένων της εδαφολογικής μελέτης της περιοχής, εφαρμόστηκαν γεωστατικές μέθοδοι για την πρόβλεψη των τιμών εδαφικών ιδιοτήτων σε κάθε θέση. Μερικές από τις γεωστατιστικές μεθόδους που εφαρμόστηκαν είναι το ordinary kriging, isotopic cokriging, heterotopic cokriging, τρεις παραλλαγές της μεθόδου regression-kriging (model I, model II, model III) κ.α. Στις περισσότερες μεθόδους εισήχθησαν τοπογραφικές ιδιότητες που ελήφθησαν από το Ψηφιακό Μοντέλο Υψομέτρου (Digital Elevation Model) της περιοχής. Η αξιολόγηση των μεθόδων και ο έλεγχος της ακρίβειας αυτών στηρίχθηκε στη χρήση δεικτών αξιολόγησης ο υπολογισμός των οποίων στηρίζεται στις διαφορές εκτιμούμενων και πραγματικών τιμών τόσο στα σημεία που συμμετέχουν στη χωρική παρεμβολή (μέθοδος jack-knifing) όσο και σε ένα σύνολο σημείων που δεν χρησιμοποιήθηκαν στις μεθόδους χωρικής παρεμβολής.

The spatial interpolation methods, including geostatistical methods, have been developed to improve the mapping of soil properties and have been applied many times in the field of soil science. When it comes to available data, a conventional soil map only reveals the information necessary for the distinction of soil units and cannot depict the value fluctuation of a soil property. The purpose of this paper is the comparison of several spatial interpolation methods for the prediction of values of soil properties in other locations, based on the already known values of soil properties in sampling sites and the topography of the study area. For the needs of this paper we have applied certain geostatistical methods in the plains of northern Amvrakikos gulf to predict the values of soil properties in any given location, after analyzing data taken from the soil study of this area. Some of the applied methods include ordinary kriging, isotopic cokriging, heterotopic cokriging and three variations of regression-kriging (model I, model II, model III). Most of these methods also include terrain attributes derived from the Digital Elevation Model of the area. The effectiveness of the methods was compared using the cross-validation method as well as using an independent set of points. The Root Mean Square Error and Mean Error pointers were calculated, according to which the accuracy of the results produced was calculated