跳到主要内容

最近邻插值 (Nearest neighbor)

功能概述​

最近邻插值（Nearest neighbor）是一种基于最近采样点赋值的确定性、非平滑插值方法。该方法在处理每个待插值位置时，仅查找空间距离上与其最近的一个已知样本点，并直接将该点的值作为输出结果。

这种方法不对原始数据进行任何修改、平滑或加权估算，本质上是观测值的直接复制。它在插值过程中不会产生新的数值，能严格保留原始采样点的取值特征。

原理简介​

对于任意待插值位置 x0x_0，其插值结果 Z^(x0)\hat{Z}(x_0) 直接取自距离其最近的样本点 xkx_k：

Z^(x0)=Z(xk)\hat{Z}(x_0) = Z(x_k) k=argmin(di)k = \text{argmin}(d_i)

其中：

  • did_i：插值位置 x0x_0 与第 ii 个样本点之间的距离。
  • xkx_k：所有样本点中距离 x0x_0 最近的点。

适用场景​

  • 分类数据插值：如土地利用类型、植被覆盖分类、行政区划编码等。由于不产生中间值，插值结果始终保持为合法的分类编码。
  • 原始值保留：在不希望引入任何数学平滑、仅需快速生成覆盖表面的场景。
  • 栅格空洞快速填充：针对小面积的数据缺失，使用最近像元值进行填充。

参数介绍​

参数名称参数描述补充说明
输入矢量文件包含待插值空间点要素的矢量数据集。支持 SHP、GeoJSON 等。
插值字段用于插值计算的数值或分类属性列。支持整型或浮点型。
X方向搜索半径椭圆搜索邻域在 X 轴方向的半轴长度 (radius1)。限制查找最近点的最大空间范围。
Y方向搜索半径椭圆搜索邻域在 Y 轴方向的半轴长度 (radius2)。与 radius1 共同定义搜索边界。
旋转角度 (Angle)椭圆搜索邻域相对于 X 轴的逆时针旋转角度。用于具有方向特征的邻域查找。
输出设置定义结果栅格的空间参考、范围及像元大小。详见栅格通用输出。
输出文件用于指定输出栅格数据的存储位置及文件名称详见栅格通用输出

image-20260129152711522

操作步骤​

  1. 启动工具：打开【栅格基础工具】→【插值为栅格】→ 双击启动【最近邻插值】。
  2. 设置输入：选择点矢量图层并指定插值字段。
  3. 配置搜索邻域：
    • 设置 X/Y 方向搜索半径。若范围内无任何样本点，该位置将输出为 NoData。
  4. 配置输出属性：在【输出设置】中定义坐标系、分析范围及像元大小。
  5. 执行生成：点击【执行】按钮。

注意事项​

  • 块状效应：由于是直接复制最近点的值，生成的表面在视觉上通常呈“块状”或“阶梯状”，缺乏连续性和平滑性。
  • 空间代表性：当采样点分布非常稀疏时，一个点的值可能会控制很大范围的像元，导致空间特征的严重泛化。
  • 不适用于连续变化量：对于气温、高程等随空间连续变化的变量，最近邻插值通常会造成明显的突变，建议改用 IDW 或线性插值。

最近邻插值示例

image-20260129153311372