Baltijos jūros skaitmeninio dugno reljefo sudarymas stochastiniais ir deterministiniais metodais

Magistro baigiamojo darbo tikslas patvirtinti arba paneigti iškeltą hipotezę, kad taisyklingai išsidėsčiusiems Baltijos jūros gylių duomenims abiejų taikytų metodų (krigingo ir splaino) tikslumas bus panašus. Darbe iškeltai hipotezei patikrinti analizuojami trisdešimt Kuršių marių bei Baltijos jūros gylių duomenys, kurie gauti iš Klaipėdoje esančio “Jūrinių tyrimo centro”. Šiems duomenis krigingo bei splaino metodais atliekama interpoliacija bei randamas skaitmeninis dugno reljefo paviršius. Baltijos jūros ir Kuršių marių skaitmeniniam paviršiui rasti naudojami R programos gstat, spatial, Akima, mba, fields, gss paketai. Skaitmeninis Baltijos jūros dugno paviršius yra vaizduojamas atliekant interpoliaciją universaliuoju, medianinio išlygimo krigingu, tiesiniu, kubiniu, kubiniu Akima bei kubiniu B – splainu. Interpoliacijos tikslumui garantuoti yra tiriami: trendo tipas, semivariogramos laipsnis, tipas, priklausomybė tarp gylių ir koordinačių. Tikslumui įvertinti naudojamas Akaikės informacijos kriterijus bei mažiausių kvadratų metodas. Atlikus interpoliaciją geriausias prognozavimo metodas randamas: atlikus kryžminę patikrą (palyginus vidutinės kvadratinės paklaidos, šaknies iš vidutinės kvadratinės prognozės paklaidos bei vidutinio kvadratinio nuokrypio reikšmes); bei skaitiniais metodais atlikus anova analizę (palyginus F kriterijaus p reikšmes). Atlikus interpoliaciją bei skaitiniais metodais palyginus gautus rezultatus padaryta išvada, kad Baltijos jūros rytinės dalies ir Kuršių marių vakarinės dalies teritorijai interpoliuoti yra tinkamiausi: universalusis krigingas (teigiant, kad duomenyse egzistuoja trečio laipsnio trendas) bei kubinis splainas. Gautas modelių rezultatų tikslumas bei reljefo paviršius abejais atvejais praktiškai identiškas, todėl patvirtinama baigiamąjame darbe iškelta hipotezė, kad taisyklingai išsidėsčiusiems duomenims abiejų taikytų metodų tikslumas panašus.

The aim of this master thesis a stochastic forecast data and deterministic interpolation methods and compare them. Also, to confirm or refute the hypothesis for the Baltic Seas depth arrangement data accuracy between the two methods used is similar. The study analyzed 30 of the Curonian Lagoon and the Baltic Sea depth data obtained from the „Sea Research Center“ in Klaipėda . From this data, interpolation was performed by numerical methods and found the bottom of a digital terrain surface. To find the digital surface used gstat R program, Spatial, Akima, mba, fields, gss packages. Digital Baltic seabed surface is visualised and represented by using the interpolation: universal kriging, median polishing kriging and linear, cubic, cubic Akima and cubic B – spline methods. Interpolation is investigated to ensure the accuracy of the data: the trend type, semivariogram degree, type, and the relationship between the depth and coordinates. Used to assess the accuracy of akaike's information criterion and sum of square of errors methods. The best interpolation method is found using: the cross-validation (comparing mean square error, root mean square of forecast errors and standard deviation values), and numerical methods using ANOVA analysis (F-test comparing p values). After interpolation, and the numerical methods used for comparing the obtained results it was concluded that the Baltic Sea in the eastern part and western part of the Curonian Lagoon area is interpolated best with universal kriging (stating that the data exists in the third degree trend) and a natural cubic spline. The resulting models of the accuracy and surface relief in both cases was almost identical, and therefore confirms the hypothesis that the correct data arrangements, both the accuracy of the methods is similar.