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The Gauss hypergeometric covariance kernel for modeling second-order stationary random fields in Euclidean spaces: its compact support, properties and spectral representation
Indexado
WoS WOS:000750291000001
Scopus SCOPUS_ID:85123898796
DOI 10.1007/S00477-021-02162-2
Año 2022
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



This paper presents a parametric family of compactly-supported positive semidefinite kernels aimed to model the covariance structure of second-order stationary isotropic random fields defined in the d-dimensional Euclidean space. Both the covariance and its spectral density have an analytic expression involving the hypergeometric functions F-2(1) and F-1(2), respectively, and four real-valued parameters related to the correlation range, smoothness and shape of the covariance. The presented hypergeometric kernel family contains, as special cases, the spherical, cubic, penta, Askey, generalized Wendland and truncated power covariances and, as asymptotic cases, the Matern, Laguerre, Tricomi, incomplete gamma and Gaussian covariances, among others. The parameter space of the univariate hypergeometric kernel is identified and its functional properties-continuity, smoothness, transitive upscaling (montee) and downscaling (descente)-are examined. Several sets of sufficient conditions are also derived to obtain valid stationary bivariate and multivariate covariance kernels, characterized by four matrix-valued parameters. Such kernels turn out to be versatile, insofar as the direct and cross-covariances do not necessarily have the same shapes, correlation ranges or behaviors at short scale, thus associated with vector random fields whose components are cross-correlated but have different spatial structures.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Engineering, Civil
Environmental Sciences
Statistics & Probability
Water Resources
Engineering, Environmental
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SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Emery, Xavier M. Hombre Universidad de Chile - Chile
Advanced Mining Technology Center - Chile
Centro Avanzado de Tecnologia para la Mineria - Chile
2 Alegria, A. Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile

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Financiamiento



Fuente
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
ANID
National Agency for Research and Development of Chile

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Agradecimientos



Agradecimiento
The authors acknowledge the funding of the National Agency for Research and Development of Chile, through Grants ANID/FONDECYT/REGULAR/1210050 (X.E. and A.A.) and ANID PIA AFB180004 (X.E.).
The authors acknowledge the funding of the National Agency for Research and Development of Chile, through Grants ANID / FONDECYT / REGULAR / 1210050 (X.E. and A.A.) and ANID PIA AFB180004 (X.E.).

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