الاستيفاء متعدد المتغيرات

في التحليل العددي ، يُعرف الاستيفاء متعدد المتغيرات أو الاستيفاء متعدد الأبعاد بأنه استيفاء لدوال متعددة المتغيرات ، أي تلك التي تحتوي على أكثر من متغير واحد أو المعرفة على نطاق متعدد الأبعاد . [ 1 ] ومن الحالات الخاصة الشائعة الاستيفاء ثنائي المتغيرات أو الاستيفاء ثنائي الأبعاد ، الذي يعتمد على متغيرين أو بُعدين . وعندما تكون المتغيرات إحداثيات مكانية ، يُعرف أيضًا بالاستيفاء المكاني .

الدالة المراد استيفاؤها معروفة عند نقاط معينة(xأنا،yأنا،zأنا،...){\displaystyle (x_{i},y_{i},z_{i},\dots )}وتتمثل مشكلة الاستيفاء في الحصول على قيم عند نقاط عشوائية(x،y،z،...){\displaystyle (x,y,z,\dots )}.

يُعد الاستيفاء متعدد المتغيرات ذا أهمية خاصة في الإحصاء الجيولوجي ، حيث يتم استخدامه لإنشاء نموذج ارتفاع رقمي من مجموعة من النقاط على سطح الأرض (على سبيل المثال، ارتفاعات النقاط في المسح الطبوغرافي أو الأعماق في المسح الهيدروغرافي ).

شبكة منتظمة

مقارنة بين بعض عمليات الاستيفاء أحادية وثنائية الأبعاد. تمثل النقاط السوداء والحمراء / الصفراء / الخضراء / الزرقاء النقطة المستوفاة والعينات المجاورة لها على التوالي. ويمثل ارتفاعها عن سطح الأرض قيمها.

بالنسبة لقيم الدوال المعروفة على شبكة منتظمة (ذات تباعد محدد مسبقًا، وليس بالضرورة منتظمًا)، تتوفر الطرق التالية.

أي بُعد

بعدان

إعادة تشكيل الصور النقطية هي تطبيق للاستيفاء متعدد المتغيرات ثنائي الأبعاد في معالجة الصور .

تم تطبيق ثلاث من الطرق على نفس مجموعة البيانات، انطلاقاً من 25 قيمة موجودة عند النقاط السوداء. تمثل الألوان القيم المُستكملة.

انظر أيضًا إلى نقاط بادوا ، للاستيفاء متعدد الحدود في متغيرين.

ثلاثة أبعاد

انظر أيضًا إعادة تشكيل الصور النقطية .

دوال التكعيب الموترية للأبعاد N

يمكن تعميم منحنيات كاتمول-روم بسهولة لتشمل أي عدد من الأبعاد. ستذكرك مقالة منحنيات هيرميت المكعبة بذلك.جأناشمالتيx(و-1،و0،و1،و2)=ب(x)(و-1و0و1و2){\displaystyle \mathrm {CINT} _{x}(f_{-1},f_{0},f_{1},f_{2})=\mathbf {b} (x)\cdot \left(f_{-1}f_{0}f_{1}f_{2}\right)}بالنسبة لبعض المتجهات الرباعيةب(x){\displaystyle \mathbf {b} (x)}وهي دالة تعتمد على x فقط، حيثوج{\displaystyle f_{j}}هي القيمة عندج{\displaystyle j}للدالة المراد استيفاؤها. أعد كتابة هذا التقريب على النحو التالي:

جR(x)=أنا=-12وأنابأنا(x){\displaystyle \mathrm {CR} (x)=\sum _{i=-1}^{2}f_{i}b_{i}(x)}

يمكن تعميم هذه الصيغة مباشرة إلى N من الأبعاد: [ 2 ]

جR(x1،...،xشمال)=أنا1،...،أناشمال=-12وأنا1...أناشمالج=1شمالبأناج(xج){\displaystyle \mathrm {CR} (x_{1},\dots ,x_{N})=\sum _{i_{1},\dots ,i_{N}=-1}^{2}f_{i_{1}\dots i_{N}}\prod _{j=1}^{N}b_{i_{j}}(x_{j})}

تجدر الإشارة إلى أنه يمكن تطبيق تعميمات مماثلة على أنواع أخرى من استيفاءات الدوال التكعيبية، بما في ذلك دوال هيرميت التكعيبية. وفيما يتعلق بالكفاءة، يمكن في الواقع حساب الصيغة العامة كتركيب لـجأناشمالتي{\displaystyle \mathrm {CINT} }عمليات من النوع - لأي نوع من أنواع دوال التكعيب الثلاثية، كما هو موضح في مقال الاستيفاء ثلاثي التكعيب . ومع ذلك، تبقى الحقيقة أنه إذا كان هناكن{\displaystyle n}المصطلحات في البعد الواحدجR{\displaystyle \mathrm {CR} }-مثل الجمع، سيكون هناكنشمال{\displaystyle n^{N}}بنود فيشمال{\displaystyle N}الجمع ذو الأبعاد.

شبكة غير منتظمة (بيانات مبعثرة)

تُعدّ المخططات المُعرّفة للبيانات المبعثرة على شبكة غير منتظمة أكثر عمومية. وينبغي أن تعمل جميعها على شبكة منتظمة، وعادةً ما تُختزل إلى طريقة أخرى معروفة.

عملية تحويل البيانات غير المنتظمة إلى شبكة منتظمة (بيانات الشبكة ) هي عملية تحويل البيانات ذات المسافات غير المنتظمة إلى شبكة منتظمة ( بيانات الشبكة ).

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ^ جيتر ، كورت. بوهمان، مارتن د.؛ هوسمان، فيرنر. شاباك، روبرت. و ستوكلر، يواكيم: موضوعات في التقريب والاستيفاء متعدد المتغيرات ، إلسفير، ISBN 0-444-51844-4 (2006)
  2. تسلسلان هرميان للاستيفاء باستخدام الدوال التكعيبية. خوارزميات عملية للدوال التكعيبية متعددة المتغيرات من الرتبة العليا