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九、空间分析(基于矢量数据);空间统计
叠置分析
邻近分析; 利用统计方法分析对象的空间分布特征、空间模式、空间集聚以及空间关系。
ArcGIS中的空间统计(Spatial Statistics)工具箱包括空间分布测量、空间分布模式、
空间集聚及空间关系等工具集。;空间分布测量; 平均中心是指研究区内所有要素的几何中心。
对点要素,Mean Center工具是通过计算所有点要素的x和y坐标的平均值来获得平均中心。
对线或多边形要素,每个要素的平均中心是该要素所有顶点的x和y坐标的平均值。如输入数 据有多个要素,Mean Center工具先计算每个要素的几何中心,在此基础上,再计算平均中心。;在计算平均中心时,可以考虑要素的权重
, 对x和y坐标进行加权平均,这时所得到中心点也称为重心。;平均中心示意图;平均中心的计算公式; 在Mean Center工具对话框中,可以设置权重字段、分组字段(每组计算一个重心)、Dimension字段(用于计算字段平均值)。;几何中心
人口重心;思考:
同个区域不同分区计算出的几何中心是否一致?
同个区域不同分区计算出的重心是否一致?;同个区域不同分区计算出的几何中心;多边形密度一致情况下计算出的重心;直接计算出的几何中心;按大区计算出的人口重心
按州计算出的人口重心; 中位中心是与其它要素的距离之和为最小的点,采用迭代算法获得。中位中心的算法受异常值的影响较小。;美国城市的平均中心和中位中心;几何中心; 要素类(点、线或多边形)中,与其它要素距离之和为最小的要素即中心位置要素。在计算时可以选择某个字段值作为权重,线和多边形是以中心点进行计算。;美国中心位置州; 反映要素围绕几何中心的集聚(或发散)程度,可用于分析犯罪案件的范围、传染病的扩散范围等。输出结果包括中心点x、y坐标和标准差距离。;标准距离的计算公式;犯罪案件的范围; 方向分布(Directional Distribution)即标准偏差椭球体,以X方向和Y方向的标准
距离作为椭球体的长短轴。;方向分布计算公式;犯罪案件的范围(反映方向); 线方向平均(Linear Directional Mean)工具用于计算线要素方向(direction)或走向(orientation)的平均角度。
有些线要素是有方向性的,如表示台风路径的线要素,有起点和终点。方向的角度为0- 360°。
有些线要素没有起点和终点,如断层线,只有走向。走向的角度为0-180°。;方向线和走向线示意; 线方向平均(Linear Directional Mean)工具用于计算输入的多个线要素的方向平均,
在计算时,每条线只考虑起点和终点,不考虑线的其它顶点。线方向平均也可以分组计算。
在计算时,如选择只考虑走向,则所有线的角度限制在0-180°。; 线方向平均工具的计算结果将产生一个线要素类。如不是分组计算,输出的线要素类只有一个线要素;如是分组计算,每个组都将会有一个线要素。;输出的线要素有如下属性:
输出线要素的中心点坐标。
输入要素的平均长度(输出线要素的长度)。
输入要素的方向均值(从东开始逆时针)。
输出线要素的指北针角度(Compass Angle,从北开始顺时针)。
Circular方差(表示方向偏差)。;计算线要素平均方向可用于:
比较两种动物迁移方向。
根据森林中树木的倒向分析区域的风向。
… …;分别计算每个台风的方向;所有台风的平均方向;空间分布模式; 对点要素来说,如果分布是集聚的,则大多数点与它最近邻点的距离比较小;如果分布是均匀的(或离散的),则大多数点与它最近邻点的距离比较大;随机型则介于两者之间。; 对多边形要素来说,空间分布模式是指空间上相近的多边形其属性值的相近或相异程度。如果相近多边形有相近的属性值,则认为分布是集聚的;如果相近多边形有相异的属性值,则认为分布是离散的;介于之间的分布为随机。; 在ArcGIS的Analyzing Patterns工具集中,有五个工具:
平均最邻近距离(Average Nearest Neighbor)
多距离空间集聚分析(Multi-Distance Spatial Cluster Analysis)
空间自相关(Spatial Autocorrelation)
递增空间自相关(Incremental Spatial Autocorrelation)
高/低集聚(High/Low Clustering)
前两个主要用于分析点要素,后三个主要用于分析多边形要素。; 平均最邻近距离(Average Nearest Neighbor)工具是计算每个要素与最邻近要素的距离,然后对所有最邻近距离进 行平均。如果平均距离小于随机模式下 的平均最邻近距离,则要素的分布被认 为具有集聚(Clustered)
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