Cyfrowy model wysokości powierzchni podczwartorzędowej na Wyżynie Woźnicko-Wieluńskiej

W publikacji przedstawiono doświadczenia w zastosowaniu metod komputerowej interpolacji do opracowania cyfrowego modelu wysokości powierzchni podczwartorzędowej. Staranny dobór metody interpolacji oraz jej parametrów ma w tym przypadku szczególne znaczenie, gdyż przedmiot badań nie jest dostępny do bezpośredniej obserwacji. Metoda interpolacji musi być tak dobrana, aby DEM był jak najbardziej zbliżony do rzeczywistości. Powierzchnię podczwartorzędową zrekonstruowano w oparciu o 6553 punkty pomiarowe (dane z odwiertów oraz mapy geologicznej) na obszarze ok. 800 km2. Zastosowano cztery metody interpolacji: odwrotnych odległości, najmniejszej krzywizny, krigingu oraz radialnych funkcji bazowych w programie „Surfer”. Najlepszą okazała się metoda krigingu standardowego z odpowiednio dobranym modelem semiwariogramu. O wyborze tej metody zdecydowały: poprawność kartograficzna rysunku poziomicowego oraz najmniejsze odchylenia wyinterpolowanej powierzchni wzdłuż kilku profili wykonanych na podstawie odwiertów.

The paper presents the results of experiments on the use of computer interpolation to the construction of digital elevation model (DEM) of a base Quaternary surface. A careful selection of the interpolation method and parameters is here especially important as the studied surface is not unavailable for direct observation. The method of interpolation must be chosen so that the DEM is as close to reality as possible. The shape of the base Quaternary surface was interpolated from 6,553 data points (data from boreholes and a geological map) over an area of ca. 800 km2. Four gridding methods have been used in the Surfer program: Inverse Distance to a Power, Kriging, Minimum Curvature and Radial Basis Function. The models of base Quaternary relief thus obtained were then verified by comparison of the obtained contour patterns with several tens of cross-sections based on borehole data. The best results were obtained using standard kriging with adequately chosen variogram model (fig. 3). Its parameters were: linear (Slope = 2,18E-005; Aniso = 1,0); nugget effect (Error = 0,686, Micro = 0). This method was chosen because of the cartographic correctness of the contour pattern and the smallest departures of the interpolated surface along several cross-sections constructed basing on the borehole data. The drawbacks of the contour pattern obtained by the “Inverse Distance to a Power” method (with the power parameter = 2) was the bull’s-eye effect, that is a distinct concentric arrangement of contours around data points (fig. 2). The effect disappeared with reduction in the power parameter and increased with its increase. A similar pattern of contours was obtained using the Minimum Curvature method (fig. 4), at the minimum value of error (maximum residual = 0,2). The effect disappeared with reduction of the value. The Radial Basis method resulted in the contour pattern similar to that obtained with the kriging method, but with other cartographic errors which could not be eliminated by altering the algorithm. The resultant DEM of the base Quaternary relief was used for visualisation of the fossil surface and to the study of the pre-Quaternary relief.