Что такое геостатистика?

Геостатистика — это раздел статистики, который занимается анализом и прогнозированием значений, связанных с пространственными и пространственно-временными явлениями. Она включает пространственные (и в некоторых случаях временные) координаты анализируемых данных. Многие геостатистические инструменты изначально были разработаны в качестве практических средств описания пространственных моделей и интерполяции значений для местоположений, в которых не проводились измерения. Со временем такие инструменты и методы развивались и теперь предоставляют не только интерполированные значения, но и меры неопределенности для таких значений. Измерение неопределенности крайне важно для обоснованного принятия решений, поскольку она предоставляет сведения о возможных значениях (результатах) для всех местоположений, а не только для одного проинтерполированного значения. Геостатистический анализ также прошел путь от одномерного до многомерного и сегодня предлагает механизмы, учитывающие вспомогательные наборы данных, которые дополняют (иногда немногочисленные) основные интересующие переменные, позволяя создавать более точные модели интерполяции и неопределенности.

Геостатистика широко используется во многих областях науки и инженерных работ, например в следующих.

• В горнодобывающей отрасли геостатистика используется на разных этапах проекта: сначала она позволяет количественно оценить объем минеральных ресурсов и определить экономическую рентабельность проекта, а затем по мере поступления обновленных данных геостатистика позволяет на регулярной основе принимать решения о том, какая порода должна направляться на обогатительную фабрику, а какая является отходами.
• В науках об окружающей среде геостатистика используется для оценки уровня загрязнения и позволяет определить, является ли такое загрязнение угрозой для экологии или здоровья человека и требует ли оно устранения последствий.
• Относительно недавнее применение в почвоведении связано с картированием уровней питательных веществ в почве (азот, фосфор, калий и т. д.) и других показателей (включая электропроводность) с целью изучения их связи с урожаем и расчетом точных объемов удобрений для различных участков поля.
• В метеорологии геостатистика используется для прогнозирования температур, осадков и связанных явлений (например, кислотных дождей).
• Недавно геостатистика стала применяться в области здравоохранения, например, для предсказания уровней загрязнения окружающей среды и их связи с частотой раковых заболеваний.

Во всех этих примерах общим является наличие некоторого интересующего явления, которое присутствует в исследуемом ландшафте (например, уровень загрязнения почвы, воды или воздуха или наличие золота или другого металла в породе и т. д.). Масштабные исследования крайне затратны и требуют много времени, поэтому обычно явление исследуют на основании образцов, взятых в разных местах. Затем с помощью методов геостатистики составляются прогнозы (и оцениваются связанные меры неопределенности интерполяции). Общий процесс геостатистических исследований описывается в разделе Геостатистический процесс.