論文の概要: Stochastic Local Interaction Model: Geostatistics without Kriging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.02246v1
- Date: Tue, 7 Jan 2020 19:03:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-13 21:27:50.317901
- Title: Stochastic Local Interaction Model: Geostatistics without Kriging
- Title(参考訳): 確率的局所相互作用モデル:地統計学
- Authors: Dionissios T. Hristopulos, Andreas Pavlides, Vasiliki D. Agou, and
Panagiota Gkafa
- Abstract要約: 本稿では,大容量データを処理可能な空間予測を効率的に行うため,SLIモデルを提案する。
SLI法は,データ値,位置,サンプリング密度の変動を考慮した空間的相互作用行列(精度行列)を構築する。
計算時間に関しては、SLIの予測は同じグリッドサイズの場合、OKの3倍から25倍高速である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Classical geostatistical methods face serious computational challenges if
they are confronted with large sets of spatially distributed data. We present a
simplified stochastic local interaction (SLI) model for computationally
efficient spatial prediction that can handle large data. The SLI method
constructs a spatial interaction matrix (precision matrix) that accounts for
the data values, their locations, and the sampling density variations without
user input. We show that this precision matrix is strictly positive definite.
The SLI approach does not require matrix inversion for parameter estimation,
spatial prediction, and uncertainty estimation, leading to computational
procedures that are significantly less intensive computationally than kriging.
The precision matrix involves compact kernel functions (spherical, quadratic,
etc.) which enable the application of sparse matrix methods, thus improving
computational time and memory requirements. We investigate the proposed SLI
method with a data set that includes approximately 11500 drill-hole data of
coal thickness from Campbell County (Wyoming, USA). We also compare SLI with
ordinary kriging (OK) in terms of estimation performance, using cross
validation analysis, and computational time. According to the validation
measures used, SLI performs slightly better in estimating seam thickness than
OK in terms of cross-validation measures. In terms of computation time, SLI
prediction is 3 to 25 times (depending on the size of the kriging neighborhood)
faster than OK for the same grid size.
- Abstract(参考訳): 古典的な地球統計学的手法は、大規模な空間分布データに直面すると深刻な計算上の課題に直面する。
本稿では,大容量データを扱う計算効率の良い空間予測のための簡易確率的局所相互作用(SLI)モデルを提案する。
sli法では,データ値,位置,サンプリング密度の変化を考慮した空間的相互作用行列(precision matrix)を構築する。
この精度行列は厳密な正定値であることを示す。
sliアプローチでは、パラメータ推定、空間予測、不確実性推定のための行列反転は必要とせず、krigingよりも計算量的にはるかに少ない計算手順へと繋がる。
精度行列は、疎行列法の適用を可能にするコンパクトなカーネル関数(球面関数、二次関数など)を含み、計算時間とメモリ要求を改善する。
本研究では,キャンベル郡(ワイオミング州)の石炭厚の掘削孔データを含むデータセットを用いて,SLI法を提案する。
また,SLIと通常のクリグ (OK) を比較し,クロスバリデーション解析と計算時間を用いて推定性能を比較した。
検証方法によると,SLIはクロスバリデーションの指標として,オッケーよりも海藻の厚みをわずかに評価する。
計算時間に関しては、SLI予測は同じグリッドサイズでOKよりも3倍から25倍高速である。
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