3- مناسبترین روش میانیابی کریجینگ

به منظور بررسی روش‌های مختلف کریجینگ در برآورد مقادیر مربوط به نقاط مجهول، یک نقشه توپوگرافی از یک سری داده‌های فرضی تهیه گردید. برای این منظور بر روی یک شبکه‌بندی مربعی به فاصله نقاط 50 متر از هم داده‌های ارتفاعی دلخواهی انتخاب گردید (شکل2-الف).

 (الف)

(ب) 

شکل2: الف) نقاط مربوط به توپوگرافی، ب) موقعیت قرار گیری چاهکهای شناسایی

 شکل3) توپوگرافی رسم شده به روش های a) IDW، b) Circular، c) Exponential، d) Gaussian ، e) Liner، f) Spherical

با توجه به شکل3 ملاحظه می‌شود که روشهای میانیابی بر پایه کریجینگ نسبت به روش معمولی IDW نتیجه معقولتری را ارائه می‌دهد با اینحال به سبب طبیعت خاص حاکم بر خاک و تصادفی بودن گسترش و شکل گیری لایه‌های زمین، انتخاب مناسبترین روش بایستی با تطابق داده‌ها و نتایج حاصله با داده‌های واقعی صورت گیرد . بنابراین برای تصمصیم گیری نهایی نیاز به تطبیق داده‌ها با تعداد نمونه گیری محلی خواهد داشت. شکل1 واریوگرامهای مربوط به 6 روش بکار رفته برای رسم سطوح کنتور سطح زمین را نشان می‌دهد همانطوریکه مشخص است روش Gaussian نسبت به روشهای دیگر از پراکندگی و نوسانات کمتری برخوردار است و این بدین معنی است که روش مذبور انطباق بیشتری با طبیعت پراکندگی داده‌ها دارد و شاید بهتر بتواند مقادیر مجهول برای نقاط مختلف را پیش بینی کند اما این بدان معنی نیست که روش مذکور همیشه نتایج صحیحی ارائه میدهد.

4- لایه سنگ بستر

در واقعیت برای مشخص کردن عمق لایه سنگ بستر و مشخص کردن آن نیاز به داده‌های صحرایی و حفر گمانه می‌باشد. در اینجا برای رسم لایه مربوط به سنگ بستر، ابتدا محل قرار گیری چاهک‌های نمونه‌برداری مشخص شد. البته این نکته لازم به توضیح است که در صورت وجود داده‌های واقعی و مشخص بودن محل گمانه‌ها بایستی بر اساس مختصات محل قرار گیری گمانه‌ها اقدام به مشخص کردن محل آنها بر روی نقشه اصلی منطقه نمود. در این تحقیق تعداد چاهک شناسایی 20 حلقه و الگوی قرار گیری آنها به صورت تصادفی فرض شد (شکل2-ب).

نقاطی که به این ترتیب مشخص می‌شوند تنها دارای مختصات طولی وعرضی هستند و بایستی مختصات ارتفاعی آنها نیز مشخص شود بدین ترتیب برای مشخص کردن مختصات Z نقاط (ارتفاع نقطه حفر گمانه) از لایه مربوط به ارتفاع سطح زمین کمک می‌گیریم.

5- عمق لایه‌ها خاک

اختلاف عمق قرار گیری سنگ بستر با سطح زمین محل نشان دهنده ضخامت لایه مربوط به آن محل می‌باشد. با توجه به خصوصیات زمین شناسی و فرایند خاک سازی معمولاً ضخامت لایه‌های خاکی در مناطق مرتفع کمتر از مناطق کم ارتفاع می‌باشد. و دلیل این مطلب فرسایش در مناطق مرتفع و رسوبگذاری در مناطق کم ارتفاع می‌باشد. با این فرضیات عمق لایه‌های خاک در محل گمانه‌ها به صورت تابعی از ارتفاع محل حفر گمانه انتخاب شد.

6- حساسیت روشهای درونیابی کریجینگ

بمنظور بررسی حساسیت روشهای میانیابی کریجینگ در این بخش اقدام به مقایسه حساسیت این روشها نسبت به تعداد نمونه‌ها شد. برای این منظور داده‌‌های تهیه شده برای سنگ بستر مورد استفاده قرار گرفت بدین صورت که ابتدا با استفاده از کل داده‌ها (20 داده) سطوح کنتور برای سنگ بستر رسم گردید و در ادامه تعدادی از نمونه‌ها به صورت تصادفی حذف گردید و با داده‌های باقی‌مانده دوباره سطوح کنتور رسم گردید و در نهایت برای مقایسه حساسیت روشها، دو نقشه رسم شده با یک روش مشابه از هم کسر گردید و نتایج نهایی حاصل از روشهای مختلف کریجینگ با هم مقایسه گردید. در شکل4، نقاطی که حذف شده نشان داده‌شده است. نقاط بدون شماره، نقاط حذف شده می‌باشد.

 شکل4) نقاط حذف شده در بررسی حساسیت میان‌یابی روشهای کریجینگ ( نقاط فاقد شماره، نقاط حذف شده است)

 شکل5) نقشه‌های کنتور لایه سنگ بستر، a) به روشIDW با 20 داده ، b) به روشIDW با 12 داده، c) اختلاف بین دو لایه رسم شده با تعداد 20 و12 داده به روشIDW ، d) به روش Circular با 20 داده ، e) به روش Circular با 12 داده ، f) اختلاف بین دو لایه رسم شده با تعداد 20 و12 داده به روش Circular، g) به روش Exponential با 20 داده ، h) به روش Exponential با 12 داده ، i) اختلاف بین دو لایه رسم شده با تعداد 20 و12 داده به روش Exponential

 شکل6) نقشه‌های کنتور لایه سنگ بستر، j) به روش Gaussian با 20 داده، k) به روش Gaussian با 12 داده، l) اختلاف بین دو لایه رسم شده با تعداد 20 و12 داده به روشGaussian ، m) به روش Liner با 20 داده، n) به روش Liner با 12 داده، o) اختلاف بین دو لایه رسم شده با تعداد 20 و12 داده به روش Liner، p) به روش Spherical با 20 داده ، q) به روش Spherical با 12 داده ، r) اختلاف بین دو لایه رسم شده با تعداد 20 و12 داده به روش Spherical

با مقایسه نقشه‌های اختلافی مربوط به روشهای مختلف (شکل5) و (شکل6) می‌توان حساسیت روشهای موجود را نسبت به تعداد داده‌های این پروژه مشخص کرد. شکل7 قدر مطلق حداکثر اختلاف موجود بین نقاط را برای دو حالت مختلف از تعداد داده‌ها را برای روشهای مختلف نشان می‌دهد. همانطوریکه از این نمودار مشخص است کمترین اختلاف مربوط به روش کروی (Circular) است و روشهای دیگر تقریباً در یک حد قرار دارند . البته بار مجدد به نکته اشاره می‌شود که در این بحث هدف نویسندگان بیان بهترین روش کریجینگ نبوده، بلکه بر اساس داده‌های فرضی اتخاذ شده می‌توان گفت که روش کروی برای این داده‌ها نتایج واقعی‌تری ارائه می کند. بنابراین پیشنهاد می شود ادامه کار و مشخص کردن پروفیل لایه‌ها و تهیه نقشه‌های مربوط به انواع مختلف خاک بر پایه روش کروی انجام شود.

 شکل7) مقایسه مقدار حداکثر خطای موجود در روشهای مختلف کریجینگ نسبت به تعداد داده‌ها

نتیجه گیری :

با توجه به نقشه‌های تهیه شده به روشهای مختلف میانیابی و مقایسه آنها با یکدیگر که در بخشهای نخستین گزارش آورده شده است می‌توان نتایج زیر را استخراج کرد:

روش میانیابی IDW نسبت به سایر روشها از توانایی کمتری برخوردار است و نتایجی که ارائه می‌دهد در مواقعی کاملاً غیر منطقی می‌باشد. البته ممکن است نحوه توزیع داده‌های ورودی در نتایج حاصله اثر قابل توجهی داشته باشد بنابراین با تهیه داده‌های مناسب بر اساس یک الگوی صحیح، این روش می‌تواند نتایج بهتری ارائه دهد. همچنین مقایسه نتایج روشهای مختلف میان یابی زمین آماری مورد استفاده در تهیه نقشه توپوگرافی منطقه به کمک واریوگرامهای هر روش نشان داد که روش Gaussian نسبت به روشهای دیگر بهتر بوده و نقشه تهیه شده از این روش از نظر آماری نسبت به سایر روشهای مشابه بهتر است. البته برای نتیجه‌گیری مطلق بایستی نتایج حاصله با بررسی‌های صحرایی مطابقت داده شود.

نویسندگان: سعید احمدی، حجت احمدی، حمیدرضا رجب زاده ساعی

مطالب مرتبط:

مقایسه روشهای مختلف درون یابی در تهیه نقشه های زمین شناسی به کمک Arc Map – بخش اول کاربرد تکنیک های GIS و RS در تهیه نقشه های زمین شناسی – بخش دوم کاربرد تکنیکهای GIS و RS در تهیه نقشه های زمین شناسی – بخش اول