空间变异

变异函数的空间统计方法，是搞空间数据的老朋友了。它的核心是用来衡量空间变量之间的相似度，听着有点抽象，简单说就是你拿一个变量，比如地下水位，看看它在不同位置上变化的规律。你只要理解了γ(h)这个半变差函数公式，空间数据就能得心应手了。 一维空间里，变异函数的定义其实挺直白：两个点之间值的差的平方的平均数的一半，就是它的变异函数值。用在地质、环境监测这些场景多，像测污染物分布、矿产资源预测都离不开它。 如果你是用 MATLAB 的，资源也挺多的，像这个变异函数计算公式 MATLAB 地质统计就写得蛮清楚的，代码也不复杂。 要深入点看性质解析，可以点变异函数性质解析；如果想搞清楚变异函数和协方差函

在空间统计分析中，变异函数是描述区域化变量空间相关性的重要工具。当区域化变量 Z(x) 满足二阶平稳假设时，其变异函数 γ(h) 具备以下关键性质： 零点特性: γ(0) = 0，表示在距离 h 为 0 时，变异函数值为 0。 对称性: γ(h) = γ(-h)，意味着变异函数关于 h = 0 对称，体现了偶函数的特性。 非负性: γ(h) ≥ 0，表明变异函数值始终大于等于 0，反映了空间自相关性的非负属性。

吉林省精准农业示范区土壤养分空间相关性中等，速效磷变程最大、有机质最小；速效磷和有机质变异中等，碱解氮和速效钾变异弱。

柯西变异是一种特殊的数学函数，其直接应用于函数论中。

丘陵地区的土壤有机质研究挺有意思的，尤其是在像重庆市彭水县这样复杂地形下。这里的研究采用了传统统计学和地统计学方法，了土壤有机质的空间变异特征。研究结果显示，土壤有机质的平均含量为 26.99g/kg，属于中等变异强度。最有意思的是，研究还应用了普通 Kriging 插值法，对该地区土壤有机质的空间分布进行预测，发现变异主要沿西南到东北方向扩展，跟地形和人为活动有关系。如果你对土壤研究、空间感兴趣，可以深入了解这篇研究。

用于半变异函数的拟合，function [lambda_nu]=lambda(covar_gk,c_mean) %该函数计算权矩阵function gk=general_k(lambda_nu,position) %该函数计算普通克里金法插值12.5 13.5 15.2 9.8 14.7 8 13 15.6 18.2 13 6.4 8.9 9.2 11.7 12 14.5 16.5 19.8 16.9 13.2 7.5 12.6 14.9 18.7 20.7 17.5 14.7 13 12 6.5 8.9 7.8 12.4 13.5 18.7 17.6 11.7 10.6 10.2 9.5 8

随着在Matlab中进行的开发，山羊草的第一个(x, y)变异产生了巴恩斯利蕨类。

变异函数是地统计学中测量区域化变量空间变化的重要工具。它表示随着距离增加，变量值之间方差变化的一半。变异函数的数学定义为： γ(h) = 1/2 * Var[Z(x) - Z(x+h)] 其中：- γ(h) 是在距离 h 时变量的变化函数- Z(x) 是在位置 x 处的变量值

半变异函数的地统计方法，是做空间插值前绕不开的一步。你得先搞清楚空间数据的变异性和相关性，才能下手插值，不然误差挺大。一般是通过看半变异函数云图，再套个合适的理论模型，像球状的、高斯的、指数的都常见。用最小二乘法估参数，估出来误差小、插值才靠谱。 半变异函数模型用得好，克里金插值的效果才能稳定。比如要做年降水、蒸发量的空间，就得先云图，看看数据是不是有方向性、是不是有范围，才能对症下药。图 4.2.4 和图 4.2.5 就是挺典型的例子，用来选模型挺有参考价值。 最小二乘法这块，如果你是MATLAB党，可以看看这些现成资源： matlab 程序实现最小二乘法，或者想进阶了解下偏最小二乘法的，也

变异函数的离散计算方法，是地质统计里比较核心的一块。Z(x)的空间变动，用一套挺有逻辑的公式来量化，思路清晰也不难上手。是在你搞区域化变量建模、克里金插值之前，这一块理解透了，后面顺不少。计算公式看着严肃，其实蛮实用：γ(h) = (1 / 2N(h)) ∑[Z(xi) - Z(xi+h)]²，用来测空间自相关性，场景还挺多，像土壤属性预测、矿产资源评估都能派上用场。