GEOSTATISTIKA - cvičení č. 1: ESDA (průzkumová analýza prostorových dat)

Zadání:

Na základě údajů z měření leteckou gama spektrometrií zjistěte základní informace o rozložení
hodnot radioizotopu thoria 232Th v půdě.

S využitím metod průzkumové analýzy prostorových dat (ESDA) proveďte následující úkoly: vypočtěte
základní popisnou statistiku naměřených dat, vyšetřete, zda se v datech nevyskytují odlehlé
hodnoty, zda mají data normální rozdělení, zda se v hodnotách vyskytuje trend a zda pole hodnot
vykazuje znaky izotropie.

Průzkumová analýza slouží k výběru vhodného algoritmu pro následnou interpolaci a je nezbytná např.
pro aplikaci metod geostatistiky (krigování).

Vstupní data:

  * th232.shp

Soubor obsahuje data o obsahu radioizotopu Thoria 232 v povrchové vrstvě půdy, která byla zjištěna
leteckou gamaspektrometrii. Naměřená data jsou uložena v souboru pod identifikátorem Z.

Vstupní data se nacházejí ve složce \Geostatistika\Cviceni_01)

Postup zpracování:

·        V ArcMap zobrazte příslušný SHP soubor s měřeními

·        S využitím nástrojů průzkumové analýzy (Geostatistical Analyst – Explore data) postupně
proveďte následující úkoly:
 1. Histogram: Vykreslete histogram z naměřených dat a sestavte tabulku základních popisných
statistik. Zjistěte průměrnou, min, a max. hodnotu. Dále zjistěte, zda hodnoty vykazují kladnou či
zápornou asymetrii.
 2. Normal QQ plot: na základě dalších vypočtených statistik prezentujte, zda soubor má/nemá
normální rozložení. Normalitu rozdělení dále ověřte a prezentujte v protokolu pomocí tzv.
kvantilového grafu (). V případě, že soubor měření vykazuje odchylky od normálního rozdělení,
vyzkoušejte vhodnou transformaci dat.
 3. Trend Analysis: zjistěte, zda se v naměřených datech vyskytuje trend (tedy, zda hodnoty jistým
směrem rostou či klesají. Vytvořte vhodný obrázek
 4. Voronoi map: vyzkoušejte uvedený nástroj. Na základě informací k extenzi Geostatistical analyst
interpretujte vykreslený obrázek, jakou vlastnost pole bodů lze pomocí tohoto nástroje studovat.
 5. Semivariogram/Covariance Cloud: Slouží k testování izotropie a přítomnosti tzv. odlehlých
hodnot. Na základě informací k extenzi Geostatistical analyst vyzkoušejte funkcionalitu tohoto
nástroje. Otestuje různá nastavení a interpretujte vykreslené obrázky s ohledem na výskyt odlehlých
hodnot a izotropii  (anizotropii) zkoumaného souboru hodnot. (Nástroj umožňuje zjistit, zda data
vyhovují obecnému modelu prostorové autokorelace: malé hodnoty semivariance na počátku grafu,
postupně rostoucí, od určité vzdálenosti nezávislé. Body mimo tento obecný model jsou tzv. odlehlé
(outliers). Izotropie indikuje, že okolí, které bude definovat body, ze kterých se interpoluje
hledaná hodnota bude definováno asymetricky – bude záviset na směru (anizotropie – nezávislost na
směru)

·        V závěrečním protokolu prezentujte pomocí tabulek, obrázků či grafů a shrnujícím textem
zjištěné vlastnosti vyšetřovaného souboru.