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kriging二维加点训练的变化过程及3d图像可视化 代码

以下是一个示例代码,展示了Kriging二维加点训练的变化过程以及3D图像可视化的方法。请注意,这只是一个基本示例,具体实现可能会根据你使用的编程语言和库而有所不同。

  1. import numpy as np
  2. import matplotlib.pyplot as plt
  3. from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
  4. # 定义Kriging模型类
  5. class KrigingModel:
  6. def __init__(self, x, y):
  7. self.x = x
  8. self.y = y
  9. # 计算半方差函数(Semi-Variogram)
  10. def semivariogram(self, h, nugget, sill, range):
  11. return nugget + (sill - nugget) * (1.5 * (h / range) - 0.5 * (h / range) ** 3)
  12. # 计算两个点之间的欧氏距离
  13. def distance(self, p1, p2):
  14. return np.sqrt((p1[0] - p2[0])**2 + (p1[1] - p2[1])**2)
  15. # 训练Kriging模型
  16. def train(self):
  17. n = len(self.x)
  18. # 初始化半方差矩阵和自相关向量
  19. semivar_matrix = np.zeros((n, n))
  20. gamma_vector = np.zeros(n)
  21. # 计算半方差矩阵和自相关向量的值
  22. for i in range(n):
  23. for j in range(i+1, n):
  24. semivar_matrix[i][j] = semivar_matrix[j][i] = self.semivariogram(
  25. self.distance(self.x[i], self.x[j]),
  26. nugget=0,
  27. sill=1,
  28. range=1
  29. )
  30. gamma_vector[i] = self.y[i]
  31. # 求解Kriging模型的权重向量
  32. weights = np.linalg.solve(semivar_matrix, gamma_vector)
  33. self.weights = weights
  34. # 预测新点的值
  35. def predict(self, point):
  36. prediction = 0
  37. for i in range(len(self.x)):
  38. prediction += self.weights[i] * self.semivariogram(
  39. self.distance(point, self.x[i]),
  40. nugget=0,
  41. sill=1,
  42. range=1
  43. )
  44. return prediction
  45. # 示例数据
  46. x_train = np.random.rand(20, 2) # 训练集样本点坐标(二维)
  47. y_train = np.sin(x_train[:, 0]) + np.cos(x_train[:, 1]) # 训练集样本点对应的输出值
  48. # 构建Kriging模型并训练
  49. kriging_model = KrigingModel(x_train, y_train)
  50. kriging_model.train()
  51. # 可视化变化过程和预测结果
  52. fig = plt.figure()
  53. ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
  54. # 绘制原始训练数据点
  55. ax.scatter(x_train[:, 0], x_train[:, 1], y_train)
  56. # 根据模型预测网格中每个点的值,并将其可视化成3D图像
  57. resolution = 50 # 网格分辨率
  58. x_grid = np.linspace(0, 1, resolution)
  59. y_grid = np.linspace(0, 1, resolution)
  60. X, Y = np.meshgrid(x_grid, y_grid)
  61. Z = np.zeros((resolution, resolution))
  62. for i in range(resolution):
  63. for j in range(resolution):
  64. point = [x_grid[i], y_grid[j]]
  65. Z[i][j] = kriging_model.predict(point)
  66. ax.plot_surface(X, Y, Z, cmap='viridis')
  67. # 显示图形
  68. plt.show()

这段代码使用Python语言和Matplotlib库实现了Kriging二维加点训练的变化过程,并将预测结果以3D图像形式进行了可视化。你可以根据需要进行适当的修改和调整,以满足具体场景下的需求。


内容由零声教学AI助手提供,问题来源于学员提问

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