تحلیل روند در زمین آمار

گاهی اوقات نیاز است از نوع روند موجود در داده ها آگاه گردیم، یا ممکن است بخواهیم روند را از مجموعه داده­ها قبل از استفاده از کریگینگ حذف کنیم. ابزار روند می­تواند برای شناسایی روندهای عام در مجموعه داده­ی ورودی به ما کمک کند. [۱]
[۱] – ابزار تحلیل روند، دورنمای سه بعدی از داده­ها را فراهم می­آورد. موقعیت­های نمونه­برداری شده در صفحه­ی x و y رسم می­شوند. بالای هر نقطه­ی نمونه­برداری شده، مقدارش با ارتفاع میله­ی عمودی در بعد Z ارائه می­شود. خصیصه­ی منحصر به فرد تحلیل روند آن است که مقادیر پس از آن بر صفحه­ی Z و X و صفحه Z و Y به عنوان نمودارهای پراکندگی تصویر می­شوند.
این حالت می­تواند به عنوان یکی از دیدگاه­ها و چشم­اندازهای جنبی بواسطه­ی داده­های سه بعدی مورد توجه واقع شود. چندجمله ­ ای­ها سپس در میان نمودارهای پراکندگی موجود بر روی صفحات تصویر شده، برازش می­شوند. یکی از خصایص تحلیل روند این است که ما می­توانیم داده­ها را برای تفکیک روندهای جهتی در میان مقادیر بچرخانیم. دسته­ای دیگر از خصوصیات در تحلیل روند وجود دارد که به ما اجازه­ی چرخش و تغییر دورنمای همه­ی تصویر، تغییر اندازه و رنگ نقاط و خطوط، حذف صفحات و نقاط، و انتخاب مرتبه­ی چندجمله­ای را می­دهد که این چند­جمله­ای­ها برای نمودارهای پراکندگی برازش می­شوند.
 
جستجوی روند­های عام
سطح می­تواند به کمک ترکیبی از دو مولفه­ی اصلی ایجاد شده باشد: یک روند عام ثابت و یک تغییر نزدیک برد تصادفی. گاهی از اوقات از روند عام به عنوان ساختار میانگین ثابت یاد شده است. تغییر نزدیک برد تصادفی (گاهی اوقات به عنوان خطای تصادفی به آن اشاره شده است) می­تواند در دو بخش مدل شود: خودهمبستگی مکانی و اثر قطعه­ای.
اگر به این نتیجه رسیدیم که در داده­ها روند وجود دارد، آنگاه باید تصمیم بگیریم که آن را چگونه مدل کنیم. بستگی به هدف ما دارد که خواه از روشهای جبری و یا خواه از روشهای زمین­آمار برای ایجاد سطح استفاده نمائیم. اگر بخواهیم فقط روند عام را مدل کنیم و سطح همواری را ایجاد نمائیم، ممکن است از روشهای میانیابی چندجمله­ای­های محلی و عام برای تولید سطح استفاده نمائیم. اگرچه، ممکن است بخواهیم برای داخل کردن و ترکیب آن در روش زمین­آمار آنرا حذف کنیم، و آنگاه مولفه­ی باقیمانده یعنی تغییر کوتاه برد تصادفی را مدل کنیم. علت اصلی برای حذف روند در زمین­آمار، اقناع کردن فرض ایستائی است.
اگر روند در روش­های زمین­آمار حذف شود، ما تغییر کوتاه برد تصادفی را در باقیمانده­ها مدل خواهیم کرد. روند بطور خودکار بعداً اضافه خواهد شد، بطوریکه پیش­بینی­های معقولی را بدست خواهیم آورد.
اگر داده­هایمان را به دو بخش، روند به علاوه­ی تغییر کوتاه برد، تجزیه نمائیم، فرض می­کنیم که روند ثابت و تغییر دامنه کوتاه، تصادفی است. در اینجا تصادفی بودن به معنای قابل پیش­بینی بودن نیست، اما تا اندازه­ای که آن با قوانین احتمالی کنترل می­شود، شامل وابستگی به مقادیر همسایگی است و این حالت را می­توان خود همبستگی نامید.
سطح نهایی، مجموعه­ای از سطوح ثابت و تصادفی است. بعبارت دیگر، ملاحظه می­شود که دو لایه به هم ترکیب می­شوند: یکی که هرگز تغییر نمی­کند، در صورتیکه دیگری بصورت تصادفی تغییر می­کند.
مثلاً فرض کنید که یک توده­ی زیستی را مورد مطالعه قرار می­دهیم. اگر بازگشتی در زمان داشته باشیم، مثلاً ۱۰۰۰ سال و دوباره زمان حاضر را شروع کنیم، بخش روند عام سطح زیست توده­ای، تغییر نخواهد کرد. اگرچه، تغییر کوتاه برد بخش زیست توده­ای تغییر خواهد کرد. روند عام غیر قابل تغییر ناشی از اثرات ثابت همچون توپوگرافی می­تواند باشد. تغییر کوتاه برد به علت خصوصیات پارامتری کوچکتر می­تواند ایجاد شوند که این خصوصیات پارامتری کوچکتر را به واسطه­ی زمان می­توان دید، مثلاً، بارندگی بنابراین فرض می­شود که آنها احتمالاً خودهمبسته­اند.
اگر بتوانیم روند را شناسایی و سنجش نمائیم، درک عمیق­تری نسبت به داده­ها بدست خواهیم آورد و در این صورت تصمیمات بهتری را می­توانیم ایجاد نمائیم. اگر روند را حذف نمائیم، توانایی مدلسازی تغییر برد کوتاه را با دقت بیشتری بدست خواهیم آورد چرا که روند عام، تحلیل مکانی داده­ها را تحت تاثیر قرار نمی­دهد
آزمون روند عام بواسطه­ ی آنالیز روند
ابزار روند، نقاط را تا بالای موقعیت مورد مطالعه و تا ارتفاع مقادیر پارامتر مورد علاقه­مان در یک نمودار سه­بعدی از ناحیه­ی مورد مطالعه بالا می­برند. نقاط سپس در دو جهت (با پیش­فرض، شمال و شرق) بر روی صفحاتی که عمود بر صفحه­ی نقشه­اند، تصویر می­شوند. منحنی چند جمله­ای در هر تصویر شدن، برازش می­شود. تمام سطح نقشه در هر جهتی می­تواند بچرخد، که جهت به نمایندگی از صفحات تصویر شده تغییر می­کند. اگر منحنی برازش شده در میان نقاط تصویر شده، یکنواخت و مسطح باشد، هیچ روندی وجود ندارد.
برای شناسایی روند عام در داده­ها، باید منحنی برازش شده در صفحه­ی تصویر شده، ثابت نباشد. اگر ما یک روند در داده­ها داشته باشیم، ممکن است بخواهیم سطحی را بوسیله­ی یکی از روش­های میان­یابی جبری ایجاد نمائیم ( بطور مثال، با استفاده از چندجمله­ای­های عام و محلی)، یا ممکن است بخواهیم روند را قبل از مدل­سازی نیم­پراش­نگار/همپراش در روش کریگینگ حذف نمائیم.
در نوار ابزار Geostatistical Analyst از منوی موجود بر روی Explore Data کلیک کنید و از لیست گزینه Trend Analysisرا انتخاب کنید.
در پنجره Trend Analysis از کادر Layer لایه Station ایستگاه های هواشناسی حوضه دریاچه نمک را انتخاب کنید. از کادر Attribute یکی از فیلدهایی که می خواهید روند را بر اساس آن بسنجید انتخاب نمائید تا نمودار روند ترسیم گردد.
از کادر Number Of Grid Lines می توانید تعداد خطوط راهنمای سه جهت اصلی را تنظیم کنید.
از کادر Graph Options می توان گزینه هایی از جمله شبکه، روند، خطوط راهنما و محورها را تنظیم کرد.