یکی از موضوع های مهم در تحلیل داده های فضایی، نظیر پیشگویی فضایی، انتخاب موقعیت های نمونه گیری در ناحیه ی تحت بررسی یا فضای موقعیت ها است، به نحوی که نتایج حاصل ار انواع تحلیل های آماری داده های مشاهده شده در این موقعیت ها از دقت و اعتبار لازم برخوردار باشند. انتخاب این گونه موقعیت ها مستلزم تعیین ملاک هایی برای اندازه گیری دقت و صحت تحلیل های فضایی است. طرحی که از بهینه سازی یک ملاک ارزیابی حاصل شود طرح نمونه گیری فضایی بهینه نامیده می شود. از آنجا که وقوع هر پیشامد غیربدیهی حاصل از انجام یک آزمایش تصادفی همواره با عدم قطعیت همراه است و میزان این عدم قطعیت می تواند در ارزیابی وقوع آن پیشامد موثر واقع شود، می توان ملاک بهینگی طرح را تابعی از میزان عدم قطعیت نتایج تحلیل فضایی یا پیشگویی ها در نظر گرفت. در این پایان نامه تابع آنتروپی شانون برای اندازه گیری میزان عدم قطعیت پیشگویی های فضایی حاصل از یک طرح نمونه گیری به عنوان ملاک تعیین طرح بهینه در نظر گرفته شده است. از آنجا که معمولا در طرح آزمایشات محدب از مدل های رگرسیون خطی با خطاهای ناهمبسته برای تقریب متغیر پاسخ به عنوان یک راه حل مناسب برای تعیین طرح نمونه گیری بهینه استفاده می شود. در این پایان نامه با استفاده از این ایده و تقریب میدان تصادفی یا یک مدل رگرسیون خطی دارای ضرایب تصادفی اقدام به تعیین طرح نمونه گیری فضایی بهینه شده است. مدیریت منابع آب در استان خوزستان توسط وزارت نیرو بر اساس شبکه ای از ایستگاه های باران سنجی انجام می شود. این شبکه به مرور زمان بر حسب نیاز در منطقه ایجاد شده و لزوما در بهترین موقعیت ها به لحاظ فراهم اوردن نتایج تحلیلی بهینه قرار ندارند. به منظور ارتقای سطح اطلاعاتی که ایستگاه های باران سنجی در اختیار مدیریت منطقه قرار می دهند اقدام به بررسی وضعیت موجود و است.