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Erschienen in: Soft Computing 23/2020

30.07.2020 | Focus

ARBF: adaptive radial basis function interpolation algorithm for irregularly scattered point sets

verfasst von: Kaifeng Gao, Gang Mei, Salvatore Cuomo, Francesco Piccialli, Nengxiong Xu

Erschienen in: Soft Computing | Ausgabe 23/2020

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Abstract

Radial basis functions (RBFs) are isotropic, simple in form, dimensionally independent and mesh-free and are suitable for interpolation and fitting of scattered data. In a scattered point set, the calculation accuracy of multiquadric (MQ) RBF interpolation is strongly related to the selection of the shape factor. There is still no uniform method for determining the shape factor. Many scholars focus on determining the single optimal shape factor and seldom consider the change in the shape factor with the spatial point density in scattered point sets. In this paper, an adaptive radial basis function (ARBF) interpolation algorithm is proposed. The shape factors of MQ functions are determined adaptively by the local point densities of the points to be interpolated. To evaluate the computational performance of the ARBF interpolation algorithm, twelve groups of benchmark tests are conducted in this paper. We found that (1) the numerical error of ARBF interpolation is approximately 10% less than that of commonly used RBF interpolation with the shape factor recommended by Hardy. (2) The computational efficiency of ARBF interpolation is 1–2.5% lower than that of commonly used RBF interpolation with the shape factor recommended by Hardy.

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Literatur
Zurück zum Zitat Cuomo S, Galletti A, Giunta G, Starace A (2013) Surface reconstruction from scattered point via RBF interpolation on GPU. In: Federated conference on computer science and information systems, pp 433–440 Cuomo S, Galletti A, Giunta G, Starace A (2013) Surface reconstruction from scattered point via RBF interpolation on GPU. In: Federated conference on computer science and information systems, pp 433–440
Zurück zum Zitat Duchon J (1977) Splines minimizing rotation invariant seminorms in Sobolev spaces. In: Constructive theory of functions of several variables Duchon J (1977) Splines minimizing rotation invariant seminorms in Sobolev spaces. In: Constructive theory of functions of several variables
Zurück zum Zitat Hardy RL (1971) Multiquadric equations of topography and other irregular surfaces. J Geophys Res 76(8):1905–1915CrossRef Hardy RL (1971) Multiquadric equations of topography and other irregular surfaces. J Geophys Res 76(8):1905–1915CrossRef
Zurück zum Zitat Iske A (2002) Scattered data modelling using radial basis functions. In: Tutorials on multiresolution in geometric modelling Iske A (2002) Scattered data modelling using radial basis functions. In: Tutorials on multiresolution in geometric modelling
Zurück zum Zitat Krige DG (1951) A statistical approach to some mine valuations and allied problems at the Witwatersrand Krige DG (1951) A statistical approach to some mine valuations and allied problems at the Witwatersrand
Metadaten
Titel
ARBF: adaptive radial basis function interpolation algorithm for irregularly scattered point sets
verfasst von
Kaifeng Gao
Gang Mei
Salvatore Cuomo
Francesco Piccialli
Nengxiong Xu
Publikationsdatum
30.07.2020
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Soft Computing / Ausgabe 23/2020
Print ISSN: 1432-7643
Elektronische ISSN: 1433-7479
DOI
https://doi.org/10.1007/s00500-020-05211-0

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