Vario Grama

July 30, 2018 | Author: Nathan Garcia | Category: Mathematics, Science, Nature
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Contenido

 VARIOGRAMA TEÓRICO



 Definición  Propiedades básicas





 Estudio de modelos de variograma



 VARIOGRAMA EXPERIMENTAL



 Definición  Cálculo a partir de los datos





 Características básicas



 Ajuste de modelos de variograma



Contenido

 VARIOGRAMA TEÓRICO



 Definición  Propiedades básicas





 Estudio de modelos de variograma



 VARIOGRAMA EXPERIMENTAL



 Definición  Cálculo a partir de los datos





 Características básicas



 Ajuste de modelos de variograma



Variograma Teórico-Definición

Es una herramienta que permite analizar el comportamiento espacial de una propiedad o variable sobre una zona dada Ejemplo:

Detectar direcciones de anisotropía Zonas de influencia y su extensión (correlación espacial) Variabilidad con la distancia

Variograma Teórico-Definición Continuidad espacial 

B

A

1

5

3

7

8

9

4

2

1

6

2

3

4

5

6

7

8

9

MEDIA = 5 VARIANZA=50/9 HISTOGRAMAS IGUALES

12

12

10

10

    a 8     m     a     r     g 6     o      i     r     a      V 4

    a     m     a     r     g     o      i     r     a      V

8 6 4 2

2

0

0 0

1

2

Distancia

3

4

0

1

2

Distancia

3

4

Variograma Teórico-Definición Continuidad espacia espacial  l  1

0,12

0,8

0,1

    e      l      b 0,6     a      i     r     a 0,4      V

   a 0,08    m    a    r    g 0,06    o     i    r 0,04    a     V 0,02

0,2 0 0

5

10

15

20

25

0 0

Ubicación

2

4

6

8

10

Distancia

2

1

1,5

0,8

   a    m    a 0,6    r    g    o 0,4     i    r    a     V

1

   e     l     b    a 0,5     i    r    a     V

0 1

3

5

7

9

11

-0,5

13 13

15 15

17 17

19 19

0,2 0 1

-1 Ubicación

2

3

4 Distancia

5

6

7

Variograma Teórico-Definición Continuidad espacia espacial  l  0,7 0,6 0,5    e     l     b 0,4    a     i    r    a 0,3     V

0,2 0,1 0     1

3

5

7

9

    1     3     5     7     1     1     1     1

    9     1     3     5     1     2     2     2

Ubicación

0,012 0,01    a    m 0,008    a    r    g 0,006    o     i    r    a 0,004     V 0,002 0     1

3

5

7

9

    1     1

Distancia

    3     1

    5     1

    7     1

    9     1

Variograma Teórico-Definición Curva de propo rció rción n v ertica ertical  l 

Unidad 1

Unidad-4

Unidad 2

Unidad-5

Variograma Teórico-Definición Curva de propo rción v ertical 

Variograma Teórico-Definición

Si  Z ( x) es estacionaria o intrínseca

1

 (h)  Var [ Z ( x)  Z ( x  h)] 2  x  R , h  R n



1 2

 E [ Z ( x)  Z ( x  h)]

2

n

Variograma Teórico-Características

1

 h    E [ Z ( x)  Z ( x  h)] 2

2

Valor promedio de la diferencia al cuadrado de los valores de la propiedad en dos puntos separados por una distancia |h| •





  es independiente de la localización



  depende del módulo y de la dirección del vector h 

Variograma Teórico-Características

1

 h   E [ Z ( x)  Z ( x  h)] 2

 Z   x  h 1

2

 x  h 1

h1 Detección de características que varían según la dirección y la distancia

 Z  x 

 x

h  Z  x  h

 x  h

Variograma Teórico-Características

   a    m    a    r    g    o     i    r    a     V

    a     m     a     r     g     o       i     r     a       V

Distancia

Distancia

Variograma Experimental-definición

 

*

h 

  (h) 

1

 E [ Z ( x)  Z ( x  h)]

2

Variograma Teórico

2

1

 2 N h

( z( xi )  z ( x j ))

 xi   x j  h

2

Variograma Experimental

Variograma Experimental-definición Coordenadas estratigraficas

La correlación espacial se debe calcular dentro de la misma unidad estratigráfica

 Z   Z base  Z tope  Z base

Variograma Experimental-obtención

*

  (h) 

1

 2 N h

( z ( xi )  z( x j ))

2

 xi   x j  h

 Se escoge una dirección





  

Se escoge una distancia o lag h *

Se calcula   para valores de h,2h, 3h,...,nh •

*

Se grafica   versus los valores h,2h, 3h,...,nh •

   l   a    t   n   e   m    i   r   e   p   x   e   a   m   a   r   g   o    i   r   a   v

6 5 4 3

Variograma experimental

2 1 0   0

  4   8   2   6  .  .  .  .   0   0   1   1

2

  4   8   2   6  .  .  .  .   2   2   3   3

Distancia

4

Variograma Experimental-obtención

Datos Igualmente espaciados:

*

  (h) 

1

 N ( h )

   2 N  h i 1

( z ( xi )  z ( xi  h))

2

h

 x 2

 x1  * h 

  z  x   z  x  2 *5

  2h  *

  3h  *

1

2

1

2

1

2

3

1

  z  x   z  x  2 *3

2

1

4

 x 4

 x 5

 x 6

  z  x2   z  x3 2   z  x3   z  x4 2   z  x4   z  x5 2   z  x5   z  x6 2 

  z  x   z  x  2* 4 1

 x 3

  z  x2   z  x4 2   z  x3   z  x5 2   z  x4   z x6 2    z  x2   z  x5 2   z  x3   z x6 2 

Variograma Experimental-obtención

Datos Igualmente espaciados:

  *(h) 

1 2 N h 

 N ( h )



( z ( xi )  z ( xi  h)) 2

i 1

h

kh,0, k   0,1,2, 0, kh, k   0,1,2, kh,  jh , k ,  j  0,1,2,

Variograma Experimental-obtención Datos Irregularmente espaciados:

 Puede ocurrir que no existan valores de la variable a la distancia h



 Puede ocurrir que no existan valores de la variable en la dirección  



Variograma Experimental-distancia



Clases de distancia: Para cada lag  h se define una tolerancia

h

y se utilizan

únicamente los puntos que se encuentran a una distancia mayor o igual a h  h y menor que h  h  z  x3 

 z  x2 

 z  x1 

 z  x5 

 z  x4  h

2h

3h

Variograma Experimental-distancia



Clases de distancia:

El valor de

h

se escoge como el 50% del valor del

. De esta forma: lag h 



Las clases de distancia no se superponen

  No hay valores de la variable fuera de una clase de distancia •

Variograma Experimental-distancia

h 1 h  0.5

0

0

h 1 h  1

1.2

1

2.4

2.8

2

3

4.9

4

5

0

1.2

2.4

2.8

4.9

0

1.2

2.4

2.8

4.9

h 1 h  0.1

6

Variograma Experimental-distancia

h  0.5h

h  0.5h

h  0.5h

Variograma Experimental-dirección



Clases de dirección :

Para cada dirección   se define una tolerancia   y se utilizan únicamente los puntos que se encuentran entre las direcciones      y     

Variograma Experimental-dirección

    

 

puntos aceptados puntos descartados

      

Variograma Experimental-dirección

    

 

      

b

puntos aceptados puntos descartados

b = ancho de banda

Variograma Experimental-distancia & dirección

 

 

clase de distancia h  clase de distancia 2h  clase de distancia 3h 

Variograma Experimental-obtención

  

  

  

Variograma Experimental-obtención

Número n de lags

n:

Valor del lag h

Cuando se calcula el variograma sobre un dominio D se escoge n de forma tal que:

n*h < | D | / 2

Valor de    y   h:

Distancia promedio entre los pozos A partir del vari ogr am cloud  A partir del vari ograma omnidi r ecci onal 

 : Se escoge como la dirección de anisotropía

de la variable. Se puede obtener a partir de: Información geológica, petrofísica, etc M apa de var iograma

Variograma Experimental-lag 

Lag h muy grande

0

1.2

2.4

2.8

4.9

Lag h pequeño, n muy grande

0

1.2

Lag h adecuado, valor de n ?

2.4

2.8

4.9

Variograma Experimental-lag 

Variograma Omnidireccional

Variograma Omnidireccional: Es aquel que no depende de la dirección Se obtiene al escoger la tolerancia angular   de forma tal que las direcciones      y      sean opuestas y perpendiculares a la dirección   Se puede pensar como el promedio del variograma experimental en todas las direcciones posibles

Variograma Omnidireccional

 Variograma direccional

Variograma omnidireccional

Variogram Cloud

Variogram Cloud:  

1

*

(h) 



2 N h



( z( xi )  z( x j ))

 xi   x j  h

1

  N h

30

( z( xi )  z( x j ))

 xi   x j  h

2

2

2

25 20 15 10

Al graficar el valor de los pares versus la distancia se obtiene el v a r io g r a m c l o u d  

5 0 0

1

2

3

4

Distancia

5

6

7

Variogram Cloud

Variogram Cloud:

Permite detectar valores atípicos o cambios bruscos Permite escoger un inicial del lag 

valor

300 250 200 150 100

Permite observar la dispersión *   alrededor del valor de

50 0 0

1

2

3

4

Distancia

5

6

7

Variogram Cloud

Mapa de Variograma

Mapa de Variograma : Es una herramienta que permite determinar las direcciones de anisotropía de la variable en estudio

Mapa de Variograma

Definir una malla (2n+1)*(2n+1) Definir el valor del lag h Asignar a cada bloque el valor * de   

0

h 0

Mapa de Variograma

Variograma Experimental-tolerancia angular

Tolerancia angular

   CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

Variograma-Características Básicas

1) RANGO Y SILL 2) COMPORTAMIENTO COMPORTAMIENTO A PEQUEÑAS DISTANCIAS DISTANCIAS 3) COMPORTAMIENTO COMPORTAMIENTO A GRANDES DIST D ISTANCIAS ANCIAS 4) ANISOTROPÍAS

Variograma-Rango & Sill 

Rango: 2,5

Distancia a la cual el variograma se estabiliza

2    a    m 1,5    a    r    g    o     i    r 1    a     V

Sill   :

0,5 0        0

3

6

9        2        5        8        1        4        7        0        3        6        9        2        1        1        1        2        2        2        3        3        3        3        4

Distancia

Valor constante que toma el variograma en distancias mayores al rango

Variograma-Rango & Sill 

Si para una distancia dada d   las variables Z(x) y Z(x+h)   son no correlacionas entonces el variograma es constante 1 2 2  h   E [ Z ( x)  Z ( x  h)]     E [ Z ( x) Z ( x  h)] 2   2 Rango: Distancia a partir de la cual no hay correlación

Sill:

Varianza de la función aleatoria Z

Variograma-Rango & Sill 

Comportamiento

COMPORTAMIENTO A PEQUEÑAS DISTANCIAS Permite estudiar cuán rápido puede variar la variable en estudio a pequeñas distancias. Básicamente el variograma presenta las 4 formas siguientes: 1) DISCONTINUO 2) LINEAL 3) CUADRÁTICO 4) HÍBRIDOS

Comportamiento discontinuo

Efecto pepita o nu gg et effect 

1

 h  var [ Z ( x)  Z ( x  h)] 2  0  0 Puede ocurrir que para distancias cercanas a cero el valor del variograma no se aproxima a cero

Comportamiento discontinuo

Interpretación del nu gg et effect  1) Variable muy irregular a distancias cortas

h0  Z(x) y Z(x+h) difieren mucho

1 2  h   E [ Z ( x)  Z ( x  h)] 2

no se aproxima a cero

Comportamiento discontinuo

Interpretación del nu gg et effect  2) Errores de medición en las variables 3,5

 Z obs  x    Z  x     x 

3 2,5

2  

  Z obs h    Z h   

  

   a    m 2    a    r    g    o 1,5     i    r    a     V 1

2

Valores observados Valores reales

0,5 0

    0     5  ,     1

3     5  ,     4

6     5  ,     7

9     5  ,     2     5  ,     5     5  ,     8     0     1     3     1     6     1     1     1     1

Distancia

Comportamiento discontinuo

Interpretación del nu gg et effect  3) presencia de estructuras o ausencia de valores en distancias inferiores a las que se tomaron las muestras

Comportamiento Lineal

Comportamiento lineal Indica que para distancias pequeñas, el variograma tiene un comportamiento lineal. Representa variables continuas pero no diferenciables. Así, la propiedad puede cambiar rápidamente de un punto a otro.

3,5 3 2,5    a    m    a 2    r    g    o     i    r 1,5    a     V

1 0,5 0   0

  5   1 ,

3

  5   4 ,

6

  5    7 ,

9

 ,  5   1  0 Distancia

Comportamiento Lineal 3,5 3

Comportamiento lineal La variabilidad de la propiedad dependerá de la pendiente de la recta en el origen

2,5     a     m 2     a     r     g     o      i     r 1,5     a      V

1 0,5 0

0 1 2

3 4 5

6 7 8

9 10 11

Distancia

A mayor pendiente, mayor variabilidad A menor pendiente, menor variabilidad

3 2,5     a 2     m     a     r     g 1,5     o      i     r     a      V 1

0,5 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11

Distancia

Comportamiento Cuadrático

Comportamiento Cuadrático

Indica que para distancias pequeñas, el variograma tiene un comportamiento cuadrático.

3,5 3 2,5

Representa variables sumamente continuas e infinitamente diferenciables. Así, la propiedad NO puede cambiar rápidamente de un punto a otro.

    a     m 2     a     r     g     o      i     r 1,5     a      V

1 0,5 0

     1

4

7

     0      1

     3      1

     6      1

     9      1

     2      2

Distancia

     5      2

     8      2

     1      3

     4      3

     7      3

Comportamiento Híbrido

Comportamiento Híbrido:

8

Variación más suave a distancias cortas Variación más fuerte a distancias grandes

7 6    a    m5    a    r    g 4    o     i    r    a 3     V 2

Indica presencia de estructuras actuando a diferentes escalas

1 0 0

1,5

3

4,5

6

7,5

9

10,5 12 13,5 15 16,5 18

Distancia

Comportamiento-grandes distancias

Comportamiento a grandes distancias : NO TODOS LOS VARIOGRAMAS POSEEN UN RANGO Y UN SILL FINITO INDICA LA PRESENCIA DE UNA DERIVA O DRIFT 

   a    m    a    r    g    o     i    r    a     V

VARIABLE NO ESTACIONARIA Distancia

Comportamiento-grandes distancias

Drift

 E  Z  x   m x  1 1 2 2  h    E  Z  x  h   Z  x   m x  h  m x  2 2 Sesgo Estimación del variograma Variograma Teórico

Comportamiento-grandes distancias

D1=E-O D2=N-S

Anisotropías

Anisotropías : Generalmente cuando el variograma experimental es calculado en distintas direcciones presenta distintos comportamientos con la variación de la distancia. Anisotropía Geométrica Anisotropía Zonal Anisotropía Híbrida

Anisotropía Geométrica

Anisotropía Geométrica : Es aquella en la que el variograma en distintas direcciones presenta el mismo sill   pero rangos distintos Mayor continuidad espacial en la dirección de mayor rango Menor continuidad espacial en la dirección de menor rango

3

2,5

2     a     m     a 1,5     r     g     o      i     r     a      V

N-S E-O

1

0,5

0 0,0

0,9

2,0

3,0

4,1

5,1

6,2

7,2

Distancia

8,3

9,3

10,4 11,4

Anisotropía Geométrica

3

2,5

2     a     m     a     r 1,5     g     o      i     r     a      V

N-S E-O

1

0,5

0 0, 0

0, 9

2, 0

3, 0

4, 1

5, 1

6, 2

7, 2

Distancia

8, 3

9, 3

10, 4 11, 4

Anisotropía Geométrica

Anisotropía Zonal

Anisotropía Zonal : 3,5

Es aquella en la que el variograma en distintas direcciones presenta el mismo rango pero diferente sill 

3 2,5     a 2     m     a     r     g     o 1,5      i     r     a      V

1

Presencia de diferentes estructuras

0,5 0 0

0,94 1,99 3,04 4,09 5,14 6,19 7,24 8,29 9,34 10,4 11,4 Distancia

Anisotropía Zonal

3,5 3 2,5     a 2     m     a     r     g     o 1,5      i     r     a      V

1 0,5 0 0

0,94 1,99 3,04 4,09 5,14 6,19 7,24 8,29 9,34 10,4 11,4 Distancia

Anisotropía Híbrida

Anisotropía Híbrida : Es aquella en la que el variograma en distintas direcciones presenta rangos diferentes y distintos sill. Presencia de diferentes estructuras

4,5 4 3,5    a 3    m    a    r 2,5    g    o 2     i    r    a     V 1,5

1 0,5

Característico de variogramas horizontales y verticales

0 0

0,6 1,2 1,8 2,4

3

3,6 4,2 4,8 5,4

Distancia

6

6,6 7,2

   COMENTARIOS

COVARIANZA VS VARIOGRAMA El variograma se puede utilizar para modelar fenómenos no estacionarios y la covarianza no, por el desconocimiento de la media. •

  Cuando la media es constante pero desconocida no se necesita para el cálculo del variograma, pero si para el de la covarianza. •

Si la función tiene varianza infinita (no estacionaria) la covarianza no está definida en 0, sin embargo el variograma si y es idénticamente nulo •

Comentarios CORRELACIÓN VS VARIOGRAMA Fuente información 1

 La correlación estadística usual es calculada a distancia cero (dos observaciones en el mismo punto del espacio) y puede no ser representativa •

El variograma toma en cuenta el espaciamiento y por lo tanto permite •

”correlacionar  espacialmente”

Fuente información 2

Comentarios

LIMITACIONES DEL VARIOGRAMA

 Es un estadístico de 2 puntos



 Utilizar técnicas multipuntos y reconocimiento de patrones •

Comentarios

LIMITACIONES DEL VARIOGRAMA  Es extremadamente sensible a valores extremos •

7

7

10

10

11 12 13 14 12 13 10 11 9 8

11 12 25 14 12 13 2 11 9 8

60

8

   a 50    m40    a    r    g 30    o     i    r 20    a     V 10

   a 6    m    a    r    g 4    o     i    r    a     V2

0

0 1

2

3

4

Distancia

5

6

1

2

3

4

Distancia

5

6

  

*

DEL VARIOGRAMA EXPERIMENTAL AL MODELO DE VARIOGRAMA

  

Ajustar  

   l   a    t   n   e   m    i   r   e   p   x   e   a   m   a   r   g   o    i   r   a   v

*

POR QUE HAY QUE CONSTRUIR MODELOS DE VARIOGRAMA ?

6 5 4 3

Variograma experimental

2 1 0   0

  4   8   2   6   0 .   0 .   1 .   1 .

2

  4   8   2   6   2 .   2 .   3 .   3 .

4

Una interpolación entre los puntos del variograma experimental no garantiza la existencia y unicidad de la solución del sistema de kriging

Distancia

6 5 4 Variograma experimental

3

Modelo de variograma

2 1 0   0

  4   8   2   6   0 .   0 .   1 .   1 .

2

  4   8   2   6   2 .   2 .   3 .   3 .

Distancia

El variograma experimental no se puede evaluar en distancias o direcciones intermedias

4

La interpolación no satisface las condiciones que todo variograma debe satisfacer El variograma experimental no satisface las condiciones que todo variograma debe satisfacer

Variograma Teórico-propiedades

LOS VARIOGRAMAS TIENEN PROPIEDADES ESPECIALES, CUALQUIER FUNCIÓN QUE DEPENDA DE LA DISTANCIA Y LA DIRECCIÓN NO NECESARIAMENTE ES UN VARIOGRAMA

1)

 0  0

2)   h    h 

El variograma calculado en la dirección de h es igual al variograma calculado en la dirección de -h

-h

h

Variograma Teórico-propiedades

3) Todo variograma es una funcion definida positiva condicional Para cualquier n, cualesquiera  x1 ,  x2 ,  x3 , ,  xn puntos en el espacio y cualesquiera n

valores  1 ,  2 ,  3 , ,  n tales que

n

    0 i

se tiene que

i 1

n

   i   j   xi  x j   0 i 1  j 1

Esta propiedad permite calcular en forma consistente la varianza de combinaciones lineales de funciones aleatorias

var     Z            

Variograma Teórico-propiedades

4) Relación con la función de covarianza Para funciones aleatorias estacionarias se tiene que

   a    m    a    r    g    o     i    r    a     V

h   C 0  C h 

  

 Variograma  Covarianza

Distancia

Variograma Teórico-propiedades

4) Si   es el variograma de una funcion aleatoria estacionaria o intrínseca entonces

lim h 

h  0

  

h

2

En particular para h suficientemente grande existe una constante c tal que  h   c h

Criterio para el comportamiento del variograma a grandes distancias Criterio para detectar un comportamiento no estacionario

2

Variograma Teórico-propiedades

4) Combinacion lineal de variogramas Si  1 h ,  2 h ,  3 h , ,   N  h  son modelos de variograma y  1 ,  2 ,  3 , ,  N  son valores positivos entonces

 h  

n

     h i

i 1

i

Permite modelar/ajustar las estructuras imbricadas (nested s tructures ) Permite modelar la anisotropía zonal

Variograma Teórico-propiedades 2.5

2

1.5

1

0.5

4.5 4

0 0

1 .3

3.5

2 .6 3 .9 5. 2 6. 5 7 .8 9 .1 10 .4 11 .7 1 3 1 4. 3 1 5. 6 16 .9

3

+

2.5

=

2 1.5 1

2.5

0.5 0

2

0

1.5

1

0.5

0 0

1.3 2.6 3.9 5.2 6.5 7.8 9.1 10.4 11.7 13 14.3 15.6 16.9

1.3 2.6 3.9 5.2 6.5 7.8 9.1 10.4 11.7 13 14.3 15.6 16.9

Variograma Teórico-propiedades

Modelar la anisotropía zonal

3,5

3

2,5    a 2    m    a    r    g    o 1,5     i    r    a     V

 h  

1

0,5

0 0

0,94 1,99 3,04 4,09 5,14 6,19 7,24 8,29 9,34 10,4 11,4 Distancia

  1

h , h  1

2



 2 h3 

   MODELOS DE VARIOGRAMA

Modelos de Variograma

Modelos de variograma isotrópicos más comunes: Modelo Efecto Pepita Puro Modelo Esférico Modelo Exponencial Modelo Gaussiano Modelo Cúbico Modelo Seno Cardinal Modelo Potencia

Modelo Efecto Pepita Puro

0       h         s 

 si h  0  si h  0 S 

Este modelo representa a un fenómeno completamente aleatorio, en el cual no hay correlación espacial No importa cuán cerca se encuentren los valores de las variables, siempre serán no correlacionados

    a     m     a     r     g     o      i     r     a      V

Distancia

Modelo Esférico

    3  s    2       h             

3  

h 1 h    si h  3  a 2 a 

a

 

 s  si

h a

Rango s y sill a

    a     m     a     r     g     o      i     r     a      V

Comportamiento lineal en el origen Pendiente igual a 1.5  s / a Representa fenómenos continuos pero no diferenciables Es uno de los modelos de variograma más utilizados

Distancia

Modelo Exponencial

     h    s1  exp       Sill s

h   

  a   

que alcanza asintóticamente

Rango aparente igual a a

   a    m    a    r    g    o     i    r    a     V

Rango experimental igual a 3a Comportamiento lineal en el origen Pendiente igual a 3  s / a Representa fenómenos continuos pero no diferenciables

Distancia

Modelo Gaussiano

2        h   h    s 1  exp  2    a        

Sill s

que alcanza asintóticamente

Rango aparente igual a a Rango experimental igual a

3a

   a    m    a    r    g    o     i    r    a     V

Comportamiento cuadrático en el origen Distancia

Representa fenómenos continuos infinitamente diferenciables (sumamente continuos)

Modelo Cúbico

   2   h   s 7   a 2       h          

 8.75

h a

3

3

 3.5

 s  si

h a

5

5

 0.75

7   h 

a    7

 si h  a

h a

Rango a y sill s Comportamiento cuadrático en el origen Representa fenómenos bastante continuos

   a    m    a    r    g    o     i    r    a     V

Distancia

Modelo Seno Cardinal

  seno  h /a     h    s1    h a /     Sill s

que alcanza asintóticamente

Rango aparente igual a a Rango experimental igual a 3a

   a    m    a    r    g    o     i    r    a     V

Comportamiento cuadrático en el origen Se utiliza para representar fenómenos continuos con periodicidades

Distancia

Modelo Potencia

 h   s h

p

 s se denomina factor de escala 0 p2

El comportamiento en el origen depende del valor de  p

   a    m    a    r    g    o     i    r    a     V

 s=2.5, p=0.4  s=0.4, p=1.8  s=1.15, p=1

Representa fenómenos no estacionarios Distancia

   DE MODELOS ISOTRÓPICOS A MODELOS ANISOTRÓPICOS

Modelo Anisotrópicos Los ejes d e anisotro pía coin ciden con los ejes de co ordenadas  

 Y

 R y

 R x

X

 1 h  Variograma isotrópico de sill 1 y rango 1 2   h 2   h  y  x  2    h    s  1  2   R x  R y     

Variograma anisotrópico de sill   s con rango  R x en la dirección del eje X y rango  R y en la dirección del eje Y

Modelo Anisotrópicos Lo s ejes de an is otr op ía NO  coincide n con los ejes d e coo rdenadas

 Y  Y’

 R x  R y

  X

X’

1) Transformar los puntos del sistema de coordenadas XY al sistema de coordenadas X’Y’

h'   Rh

R= matriz de rotación

2) Proceder como antes para ajustar la longitud de los ejes de anisotropía

Th'

T  = matriz para transformar las distancias

3) Evaluar el variograma isotrópico en el resultado.   

h    s    1

TRh



Es un variograma anisotrópico en la dirección   con eje mayor igual a  R x y eje menor igual a  R y

VARIOGRAMA CRUZADO comportamiento espacial en conjunto

  ZY 

Variograma Cruzado

Si Z, Y son funciones aleatorias estacionarias o intrínsecas, el variograma cruzado de ellas se define como :

1   ZY  (h)   E [( Z ( x)  Z ( x  h)) (Y ( x)  Y ( x  h))] 2 Para su estimación se utiliza el variograma cruzado experimental

*  ZY 

  (h) 

1

( z ( x )  z ( x ))( y( x )  y( x ))  2 N h  i

 xi  x j  h

 j

i

 j

Variograma Cruzado-propiedades

1)   ZY  0   0 2)   ZY   h     ZY  h 3)   ZY  h    YZ  h  El variograma cruzado es una función simétrica 4) Relación con la función de covarianza cruzada

  ZY  (h)  C  ZY  0 

1 2

C  ZY  h   C YZ  h 

C  ZY  h  E  Z  x  m Z  Y  x  h  mY  

Variograma Cruzado-propiedades

4) Desigualdad de Hölder

  ZY  h

2

   Z  h  Y  h

Consecuencias: El modelo de variograma cruzado no puede ser escogido independientemente de cada uno de los variogramas individuales El producto de cada uno de los sill de los variogramas individuales es mayor que el cuadrado del sill del variograma cruzado 2  S  Z  S Y  S  ZY 

Variograma Cruzado-propiedades

4) Modelo lineal de coregionalización Permite modelar en forma consistente el variograma cruzado y los variogramas individuales

  Z h   u1  1 h   u2  2 h     um  m h   Y h   v1  1 h   v2  2 h     vm  m h   YZ  h   w1  1 h   w2  2 h     wm  m h  u  j  0 v j

 0 u  j v  j  w2j 

  j ,  j  1, , m

0

modelos de variogramas

VARIOGRAMA DE FUNCIONES INDICADORAS  Modelando el comportamiento espacial de Facies

  F 

Funciones Indicadoras

La función indicadora de la facies F  se define como

1  si x  F       x 1 F    0  si no  Si se considera la facies  F  como un conjunto aleatorio  entonces su función indicadora es una función aleatoria que puede ser estacionaria o no. En lo sucesivo asumiremos que la función indicadora de F es estacionaria

  F  h  

1 2

 E 1 F   x  h   1F   x 

2

Funciones Indicadoras

Propiedades 1)  E  1F   x    P ( x  F )  p  0,1 var 

1 F   x    p 1   p 

2)   F  h   0.5 El sill de variogramas de funciones indicadoras no puede ser mayor a 0.5

3) Relación con la función de covarianza   

 F 

h  C  F 0  C F h

C  F  h    E 1 F   x  h   p 1 F   x    p 

C  F  0   var  1F   x    p 1  p   0.25

Funciones Indicadoras

4) Desigualdad Triangular

  F h1  h2     F h1     F h2  En particular   F  2h   2   F  h

Consecuen cia :

Un variograma con comportamiento en el origen de la forma h no puede ser el variograma de una función indicadora

p

 p  1

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