SubjectsSubjects(version: 945)
Course, academic year 2021/2022
   Login via CAS
Interpolation of Spatial Data - MZ370P46
Title: Interpolace prostorových dat
Czech title: Interpolace prostorových dat
Guaranteed by: Department of Applied Geoinformatics and Cartography (31-370)
Faculty: Faculty of Science
Actual: from 2014 to 2021
Semester: winter
E-Credits: 6
Examination process: winter s.:
Hours per week, examination: winter s.:2/1, C+Ex [HT]
Capacity: unlimited
Min. number of students: unlimited
4EU+: no
Virtual mobility / capacity: no
State of the course: taught
Language: Czech
Note: enabled for web enrollment
Guarantor: prof. RNDr. Josef Ježek, CSc.
Teacher(s): prof. RNDr. Josef Ježek, CSc.
Annotation - Czech
Last update: prof. RNDr. Josef Ježek, CSc. (07.03.2023)
Přednáška je zaměřena na interpolaci dat měřených v ploše. Probírají se metody IDW, RBF, kriging a některé další. Cvičení probíhá v počítačové učebně za pomoci programů Matlab, Surfer a Geostatistical Analyst ArcGIS.

Upozornění: Některá témata se probírají též v rámci předmětu MD360P45 Geostatistika.
Literature - Czech
Last update: Ing. Miroslav Čábelka (15.01.2020)
  • Ježek, J., Geostatistika a prostorová interpolace. Nakladatelství Karolinum, 2015, 200s.
  • Helpy programů ArcGIS a Surfer.
  • Vybrané články z odborné literatury.

Requirements to the exam - Czech
Last update: prof. RNDr. Josef Ježek, CSc. (03.10.2022)

Požadavky pro získání zápočtu a složení zkoušky

Umět vysvětlit základní probrané pojmy a princip probraných metod. Zejména triangulace, gridding, interpolace lineární, barycentrická, metody nejbližšího a přirozeného souseda, IDW, RBF, multikvadrika, kriging, popř. metody v obdélníkové síti (budou-li probrány).

Umět spočíst (tužka-papír) jednoduché příklady interpolace.

Umět spustit a jednuše modifikovat matlabovské funkce pro interpolaci, které společně sestavíme na přednášce.

Umět aplikovat probrané metody v pomocí programů Surfer a ev. ArcGIS (použití ArcGISu záleží na tom, zda mají studenti předběžné znalosti jeho ovládání a také na zájmu studentů).

 

Zkouška má písemnou a ústní část. Písemná část obsahuje jednoduché otázky a příklady na kterých student prokáže zvládnutí látky. Ústní část obsahuje doplňující otázky.

 Zápočet:

(1)   Buď prokázáním praktických nabytých dovedností, zejména schopnosti  aplikovat probrané metody v pomocí programů Surfer a ev. ArcGIS (podle dohody se studenty) a schopnosti spustit matlabovské funkce pro interpolaci sestavené na přednášce či cvičení.

(2)   Nebo vypracováním elaborátu, kde se výše uvedené schopnosti projeví.

 Volba mezi (1) a (2) je na studentech musí však být stejná pro všechny. Je na studentech, aby sdělili svoji volbu, nejpozději do poloviny semestru. V případě (1) budou příslušné úkoly předřazeny zkouškové písemce v den konání zkoušky. V případě (2) se předpokládá, že studenti vystoupí (podle časových možností alespoň někteří) v rámci zápočtového týdne se svými příspěvky a proběhne společná diskuze.

 

 Aktivita studentů

 Studenti mohou navrhnout, abychom v průběhu přednášky či cvičení společně řešili úlohy, které nějak souvisejí s přednáškou (s interpolací) a které je zajímají.

Studenti mohou také navrhnout změnu stylu přednášky a cvičení.

 

 Důvody proč používáme Matlab

 Sestavení vlastních programů pro jednoduché případy pokládám za důležité pro pochopení interpolačních metod. Klade to přirozeně určité nároky na studenty, kteří by možná dali přednost použití hotových programů, kde si pouze „naklikáme“ parametry a spustíme výpočet. V těchto programech ale zpravidla není jasné, jak výpočty probíhají a nacházejí se v nich i těžko odhalitelné chyby nebo záludná místa zakrytá balastem marketingové snahy o prodejnost. Proto dávám přednost nejprve důkladnému naučení metod a pak teprve následují ukázky a použití hotových programů jako Surfer či ArcGIS.

 Matlab používáme jako chytrou kalkulačku, abychom mohli efektivně řešit a vizualizovat příklady. Programování nebude předmětem zkoušení, pouze schopnost hotové programy „kvalifikovaně“ spustit. Seznámení s Matlabem je bonus, který umožní náhled do algoritmického myšlení, jehož pochopení je pro přírodovědce důležité, a který se v budoucnu minimálně některým z Vás bude hodit, zejména těm, kteří mají vědecké ambice.

 

Syllabus - Czech
Last update: prof. RNDr. Josef Ježek, CSc. (03.10.2022)
  • Formulace problému a základní pojmy. Interpolace, aproximace, regrese, metody lokální a globální, deterministické a statistické.
  • Grafické znázornění veličin měřených v ploše. Gridding, trasování a shlazení izolinie.
  • Lineární interpolace, metody založené na trojúhelníkové a pravoúhlé síti.
  • Metody vážených průměrů, metoda IDW.
  • Metoda radiálních bázových funkcí (RBF), multikvadrika.Variační přístup. Požadavky na interpolační funkci, spliny, regularizované spliny s tenzí.
  • Přechod od metody RBF ke krigingu.
  • Vybrané metody interpolace v pravoúhlé síti.

 
Charles University | Information system of Charles University | http://www.cuni.cz/UKEN-329.html