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浏览网页我发现在 Python 中使用 Kriging 的一些工具是pyKrigingGaussian Process Regression。但是,我无法让它们中的任何一个工作。第一个对我不起作用(甚至无法导入):

import pyKriging

  File "~/python3.6/site-packages/pyKriging/krige.py", line 142
    except Exception, err: 
                    ^
  SyntaxError: invalid syntax

第二个我不明白如何使用它。我找不到一个简单的工作示例(例如,这个 rroowwllaandd 答案很好,但遗憾的是数据不再可供下载)

所以我的问题是,我如何使用克里金法插入我的数据?我有几个站数据保存在 numpy 数组中,如下所示:

2000      1         1         5.0
2000      1         2         3.4
2000      1         3         0.2

列是年 - 月 - 日 - 降水。我有几个这样的数据数组(st1、st2、st3)和另一个数组,其中包含每个站的 ID 和每个站所在的坐标(stid,所以站 1 位于经度 15.6865、纬度 62.6420 和很快)。

import numpy as np
st1 = np.array([[2000,1,1,5.0],[2000,1,2,3.4],[2000,1,3,0.2]])
st2 = np.array([[2000,1,1,8.2],[2000,1,2,2.5],[2000,1,3,0.0]])
st3 = np.array([[2000,1,1,np.nan],[2000,1,2,4.5],[2000,1,3,1.2]])

stid = np.array([[1,15.6865,62.6420],[2,15.7325,62.1254],[3,16.1035,61.1449]])

我需要的是每天一个数组(或一个 3D 数组),其中包含每天在这样的网格中用克里金法插值的所有站点的数据:

y = np.arange(61,63,0.125)
x = np.arange(14,17,0.125)
X,Y = np.meshgrid(x,y)

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很高兴找到有趣的文档、包等,克里金法通常被称为“高斯过程回归”。

在 python 中,有很多例子的一个很好的实现是著名的机器学习包scikit-learn之一。它基于著名的 DACE matlab 实现。

Gaussian Process Regression的文档包括5 个教程,以及可用内核的列表

使用您提供的数据,您只需执行以下操作即可将简单模型与您选择的内核相匹配:

import sklearn
gp = sklearn.gaussian_process.GaussianProcessRegressor(kernel=your_chosen_kernel)
gp.fit(X, y)  
于 2017-07-28T12:40:51.317 回答
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使用OpenTURNSKrigingAlgorithm估计条件高斯过程的超参数。您需要的元模型的目的是将(经度,纬度)2D 点作为输入,将给定日期的降水作为输出。

第一步是准备数据。在以下脚本中,我创建了coordinates_train包含经度/纬度对的precipitation_train变量和包含降水的变量。我使用了日期为 2000/1/2 的降水,因为在 3 号站缺少 2000/1/1 的数据。

import openturns as ot
# Input points
coordinates_train = ot.Sample([[15.68,62.64],[15.73,62.12],[16.10,61.14]])
# Output points
precipitation_train = ot.Sample([[3.4],[2.5],[4.5]]) # At 2000/1/2

然后我们可以训练克里金法。为此,我使用常数基(模型的趋势)和指数协方差模型。这应该是适当的,因为降水必须相对于台站的位置非常规律。

# Fit
inputDimension = 2
basis = ot.ConstantBasisFactory(inputDimension).build()
covarianceModel = ot.SquaredExponential([1.]*inputDimension, [1.0])
algo = ot.KrigingAlgorithm(coordinates_train, precipitation_train, covarianceModel, basis)
algo.run()
result = algo.getResult()
krigingMetamodel = result.getMetaModel()

然后我们可以使用元模型来预测没有记录的位置的降水。由于krigingMetamodel是一个函数,我只使用“()”运算符。

# Predict
coordinates = [15.70,62.53] # A new latitude/longitude pair
precipitation = krigingMetamodel(coordinates)

然后precipitation是包含给定位置降水的一维点。这是预测的降水量。

>>> print(precipitation)
[3.46667]

您不妨通过将(经度、纬度、时间)作为输入来获得更通用的克里金法。在这种情况下,您所要做的就是向输入训练样本添加一个新维度,其中包含相关时间,格式化为真实值。

于 2019-12-11T21:30:46.517 回答