Využití geostatistických metod pro odhad znečištění ovzduší v Ústeckém kraji

Bc. Pavel HLINKA

Master's thesis

Use of geostatistical methods for estimation of air pollution in the Usti region

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá možností využití geostatistických metod, především krigování a co-krigování, pro interpolaci hodnot koncentrací PM10 na území Ústeckého kraje - tedy na regionální úrovni s omezeným počtem měřicích bodů. Bylo vybráno celkem 23 imisních měřicích stanic ČHMÚ v Ústeckém kraji a okolí, z nichž se koncentrace PM10 měřily na 19 a ostatní stanice byly využity jako zdroj dat pro vysvětlující proměnné při interpolaci metodou co-krigování. Pro nejvhodnější modely byla následně uplatněna funkce odhadu hodnot atributů na základě využití pomocné vrstvy. V diskuzi pak došlo k ověření vhodnosti krigování a co-krigování porovnáním s metodou inverzních vzdáleností a metodou radiálních funkcí. Rovněž byla ověřena vhodnost krigování pro další znečišťující látky - NO2, SO2 a O3, přičemž zde bylo využito i dat ze stanic v německém příhraničí, které jsou pod správou Saského zemského úřadu pro životní prostředí, zemědělství a geologii.

Abstract:

This diploma thesis is concerned with a possibility of using geostatistical methods, especially kriging and co-kriging, for interpolation of PM10 values in the Ústí region - which implies interpolation on regional scale with only limited number of values. There were chosen 23 emission measuring stations managed by Czech Hydrometeorological Institute in the Ústí region and its vicinity, of which PM10 values were accessible only for 19 stations, the remaining four stations were used to obtain data for co-kriging which requires more datasets. Method of validation and prediction by using an auxiliary dataset was then used for the best models. Subsequently the results of kriging and co-kriging were compared in discussion to results obtained by Inverse Distance Weighting and Radial Basis Function. Also it was examined if kriging can be used for interpolation of other air pollutants namely - NO2, SO2 and O3, for which data were also obtained from emission stations in German border area managed by Saxon State Ministry for the Environment, Agriculture and Geology.

Keywords

Geostatistika, interpolace, krigování, co-krigování, metoda inverzních vzdáleností, metoda radiálních funkcí, znečištění ovzduší, PM10, NO2, SO2, O3, Ústecký kraj

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2015

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jan Popelka, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of the Environment

Master programme / field:
Ecology and environmental protection / Revitalization of Lanscape