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バリオグラムとは?

ばりおぐらむ

バリオグラムとは、空間統計学で用いられる、地点間の距離と空間的なばらつきの関係を表したグラフや関数のことです。

バリオグラム(variogram)は、地理情報科学や地球統計学(ジオスタティスティクス)の分野で使われる概念で、空間上の2地点間の距離が離れるほどデータの差異がどのように大きくなるかを定量的に示すものです。

具体的には、2地点での観測値の差の二乗を距離ごとに平均したものを「セミバリオグラム」と呼び、このグラフを描いて空間的な自己相関構造を把握します。距離が小さいほど値の差が小さく、距離が大きくなるにつれて差が大きくなる傾向が見られます。ある距離を超えると差がほぼ一定になり、その距離を「レンジ」、一定になった値を「シル」と呼びます。

バリオグラムは主に以下の場面で活用されます。

  • 地下水位や土壌汚染濃度などの空間分布の推定
  • 鉱床評価や資源量計算
  • 気象データの空間補間
  • 農業や環境モニタリングにおける精密農業

バリオグラムを用いた空間内挿手法として「クリギング」があり、未観測地点の値を周辺の観測データから最適に推定できます。バリオグラムの形状を適切なモデル(球形・指数型・ガウス型など)に当てはめることで、より精度の高い空間予測が可能となり、地質学・環境科学・都市計画など幅広い分野で活用されています。

使い方・例文

土壌の重金属汚染調査で、観測地点間の距離とバリオグラムの値を求めることで、汚染が広がっている範囲や空間的なばらつきのパターンを把握し、未調査地点の汚染濃度を推定するために使われます。

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