Геостатистика

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Геостати́стика — наука и технология для анализа, обработки и представления пространственно-распределенной (или пространственно-временной) информации с помощью статистических методов [1]. Геостатистика моделирует распределение объектов, явлений и процессов в географическом пространстве.

Предметом анализа геостатистики являются пространственные переменные (или регионализованные  — regionalised variables), что аналогично переменной с координатной привязкой. В качестве примера пространственных переменных можно привести: количество осадков, плотность населения в некоторой географической области, мощность геологической формации, плотность загрязнения почвы, среднее потребление электроэнергии в определенный час и т.п. Пространственные переменные не следует путать со случайными величинами, используемыми в обычной статистике [1].

Основным свойством регионализованных переменных является пространственная непрерывность. Она существует в большинстве геофизических явлений и выражает степень изменения переменной в пространстве. Пространственная непрерывность имеет статистический характер  — обычно наблюдается непрерывность в среднем: когда точка X стремится к X0 лишь среднее значение | f(X) - f(X0) |2 стремится к нулю [2]. Другими словами, объекты, явления и процессы, которые расположены ближе в пространстве, являются более подобными между собой по сравнению с теми, которые более удалены друг от друга.

Вариограмма в геостатистике служит для количественного описания пространственной непрерывности и моделирования пространственной корреляции. График вариограммы показывает зависимость между дисперсией признака в определенных местоположениях и расстоянием между последними. Эта зависимость используется для предсказания значений в других местоположениях методом кригинга, то есть при пространственной интерполяции. Например, по известным значениям высоты земной поверхности в некоторых точках, можно определить значения в неизвестных точках между ними.






Историческая справка

[3] Первым применил геостатистику южно-африканский инженер Дэни Криг (Danie Krige) совместно с Хербертом Сичелом (Herbert Sichel) на золоторудном руднике Витватерсренд (Witwatersrand) в ЮАР [4]. В честь Дэни Крига назван один из основных методов геостатистического оценивания — кригинг. Французский ученый Жорж Матерон обратил внимание на работы Крига и разработал геостатистический подход, как теорию регионализиванных (пространственных) переменных, для анализа данных о природных ископаемых (горнорудное дело) [1]

[5] Независимо от них и практически в это же время Л.С. Гандиным была сформулирована теория оптимальной интерполяции для объективного анализа метеополей, которая включала основы геостатистической теории [6][7]

Области приложения

Современная геостатистика быстро развивается и спектр её применения весьма широк – от традиционного использования в области добычи природных ископаемых (руда, нефть, газ) до приложений в экономике, финансах, климатологии, почвоведении, экологии, эпидемиологии, и многих других естественных и социальных науках [1].

Сноски

  1. 1 2 3 4 [sites.google.com/site/geostatistika/ В. Демьянов, Е. Савельева (2010) "Геостатистика: теория и практика", Наука.]
  2. Матерон Ж. (1968) Основы прикладной геостатистики. "Мир".
  3. Армстронг М. (1998) Основы линейной геостатистики, (перевод с англ.)
  4. Krige, Danie G. (1951). "A statistical approach to so.me basic mine valuation problems on the Witwatersrand". J. of the Chem., Metal. and Mining Soc. of South Africa 52 (6): 119–139
  5. Matheron, G. 1962. Traité de géostatistique appliquée. Tome 1, Editions Technip, Paris, 334 pp.
  6. Гандин Л. С. Задача об оптимальной интерполяции. Тр. Глав, геофиз. обсерв. 1959. Т. 99. С. 67-75.
  7. Гандин Л. С. Объективный анализ метеорологических полей. Гидрометиоздат, 1963.— 118 с.

Дополнительная информация

  1. [geo.web.ru/maltsev/gst/gst.html Программное обеспечение Geostatistical Software Tool Владимира Мальцева.] (недоступная ссылка с 13-05-2013 (3972 дня) — история)
  2. [www.crcpress.com/product/isbn/9780824759810 Пакет прикладных программ Геостат офис в книге M. Kanevski & M.Maignan Analysis and Modelling of Spatial Environmental Data.]

Библиография на русском языке

  1. [geokniga.ru/books/109 Матерон Ж. (1968) Основы прикладной геостатистики. "Мир", (перевод с фр.)]
  2. [geokniga.ru/books/194 Давид М. (1980) Геостатистические методы при оценке запасов руд, "Недра", Ленинград, (перевод с англ.)]
  3. [geokniga.ru/books/350 Дэвис Дж.С. (1990) Статистический анализ данных в геологии, "Недра", в 2х тт. (перевод с англ.)]
  4. [geokniga.ru/books/546 Армстронг М. (1998) Основы линейной геостатистики, (перевод с англ.)]
  5. Каневский М.Ф., Демьянов В.В., Савельева Е.А., Чернов С.Ю., Тимонин В.А. (1999) Элементарное введение в геостатистику, серия Проблемы окружающей среды и природных ресурсов, № 11, ВИНИТИ, Москва.
  6. [geokniga.ru/books/50 Капутин Ю.Е. (2002) Горные компьютерные технологии и геостатистика, "Недра", Санкт-Петербург.]
  7. [www.eage.ru/ru/publications/books.php?id=9 Дюбрул О. (2002) Использование геостатистики для включения в геологическую модель сейсмических данных, EAGE, (перевод с фр.)]
  8. Геостатистика и география почв (2007) под ред. Красильникова П.В., М.: Наука.
  9. Закревский К.Е.(2009) Геологическое 3D моделирование. М.: ООО "ИПЦ Маска".
  10. [sites.google.com/site/geostatistika/ Демьянов В., Савельева Е. (2010) Геостатистика: теория и практика, М.: "Наука".]
  11. [www.eage.ru/ru/publications/books.php?id=120. Закревский К.Е. (2011) Практикум по геологическому 3D моделированию, EAGE.]

Напишите отзыв о статье "Геостатистика"

Отрывок, характеризующий Геостатистика

– Отчего ж, можно.
Лихачев встал, порылся в вьюках, и Петя скоро услыхал воинственный звук стали о брусок. Он влез на фуру и сел на край ее. Казак под фурой точил саблю.
– А что же, спят молодцы? – сказал Петя.
– Кто спит, а кто так вот.
– Ну, а мальчик что?
– Весенний то? Он там, в сенцах, завалился. Со страху спится. Уж рад то был.
Долго после этого Петя молчал, прислушиваясь к звукам. В темноте послышались шаги и показалась черная фигура.
– Что точишь? – спросил человек, подходя к фуре.
– А вот барину наточить саблю.
– Хорошее дело, – сказал человек, который показался Пете гусаром. – У вас, что ли, чашка осталась?
– А вон у колеса.
Гусар взял чашку.
– Небось скоро свет, – проговорил он, зевая, и прошел куда то.
Петя должен бы был знать, что он в лесу, в партии Денисова, в версте от дороги, что он сидит на фуре, отбитой у французов, около которой привязаны лошади, что под ним сидит казак Лихачев и натачивает ему саблю, что большое черное пятно направо – караулка, и красное яркое пятно внизу налево – догоравший костер, что человек, приходивший за чашкой, – гусар, который хотел пить; но он ничего не знал и не хотел знать этого. Он был в волшебном царстве, в котором ничего не было похожего на действительность. Большое черное пятно, может быть, точно была караулка, а может быть, была пещера, которая вела в самую глубь земли. Красное пятно, может быть, был огонь, а может быть – глаз огромного чудовища. Может быть, он точно сидит теперь на фуре, а очень может быть, что он сидит не на фуре, а на страшно высокой башне, с которой ежели упасть, то лететь бы до земли целый день, целый месяц – все лететь и никогда не долетишь. Может быть, что под фурой сидит просто казак Лихачев, а очень может быть, что это – самый добрый, храбрый, самый чудесный, самый превосходный человек на свете, которого никто не знает. Может быть, это точно проходил гусар за водой и пошел в лощину, а может быть, он только что исчез из виду и совсем исчез, и его не было.
Что бы ни увидал теперь Петя, ничто бы не удивило его. Он был в волшебном царстве, в котором все было возможно.
Он поглядел на небо. И небо было такое же волшебное, как и земля. На небе расчищало, и над вершинами дерев быстро бежали облака, как будто открывая звезды. Иногда казалось, что на небе расчищало и показывалось черное, чистое небо. Иногда казалось, что эти черные пятна были тучки. Иногда казалось, что небо высоко, высоко поднимается над головой; иногда небо спускалось совсем, так что рукой можно было достать его.
Петя стал закрывать глаза и покачиваться.
Капли капали. Шел тихий говор. Лошади заржали и подрались. Храпел кто то.
– Ожиг, жиг, ожиг, жиг… – свистела натачиваемая сабля. И вдруг Петя услыхал стройный хор музыки, игравшей какой то неизвестный, торжественно сладкий гимн. Петя был музыкален, так же как Наташа, и больше Николая, но он никогда не учился музыке, не думал о музыке, и потому мотивы, неожиданно приходившие ему в голову, были для него особенно новы и привлекательны. Музыка играла все слышнее и слышнее. Напев разрастался, переходил из одного инструмента в другой. Происходило то, что называется фугой, хотя Петя не имел ни малейшего понятия о том, что такое фуга. Каждый инструмент, то похожий на скрипку, то на трубы – но лучше и чище, чем скрипки и трубы, – каждый инструмент играл свое и, не доиграв еще мотива, сливался с другим, начинавшим почти то же, и с третьим, и с четвертым, и все они сливались в одно и опять разбегались, и опять сливались то в торжественно церковное, то в ярко блестящее и победное.
«Ах, да, ведь это я во сне, – качнувшись наперед, сказал себе Петя. – Это у меня в ушах. А может быть, это моя музыка. Ну, опять. Валяй моя музыка! Ну!..»
Он закрыл глаза. И с разных сторон, как будто издалека, затрепетали звуки, стали слаживаться, разбегаться, сливаться, и опять все соединилось в тот же сладкий и торжественный гимн. «Ах, это прелесть что такое! Сколько хочу и как хочу», – сказал себе Петя. Он попробовал руководить этим огромным хором инструментов.
«Ну, тише, тише, замирайте теперь. – И звуки слушались его. – Ну, теперь полнее, веселее. Еще, еще радостнее. – И из неизвестной глубины поднимались усиливающиеся, торжественные звуки. – Ну, голоса, приставайте!» – приказал Петя. И сначала издалека послышались голоса мужские, потом женские. Голоса росли, росли в равномерном торжественном усилии. Пете страшно и радостно было внимать их необычайной красоте.
С торжественным победным маршем сливалась песня, и капли капали, и вжиг, жиг, жиг… свистела сабля, и опять подрались и заржали лошади, не нарушая хора, а входя в него.
Петя не знал, как долго это продолжалось: он наслаждался, все время удивлялся своему наслаждению и жалел, что некому сообщить его. Его разбудил ласковый голос Лихачева.
– Готово, ваше благородие, надвое хранцуза распластаете.
Петя очнулся.
– Уж светает, право, светает! – вскрикнул он.
Невидные прежде лошади стали видны до хвостов, и сквозь оголенные ветки виднелся водянистый свет. Петя встряхнулся, вскочил, достал из кармана целковый и дал Лихачеву, махнув, попробовал шашку и положил ее в ножны. Казаки отвязывали лошадей и подтягивали подпруги.