《空間統(tǒng)計(jì)分析初步》PPT課件

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1、第四章空間統(tǒng)計(jì)分析甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院本章主要內(nèi)容第一節(jié)探索性空間統(tǒng)計(jì)分析第二節(jié)地統(tǒng)計(jì)分析方法www.gsau.edu.cn甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院空間統(tǒng)計(jì)分析,即空間數(shù)據(jù)（spatialdata）的統(tǒng)計(jì)分析，是現(xiàn)代計(jì)量地理學(xué)中一個(gè)快速發(fā)展的方向和領(lǐng)域?？臻g統(tǒng)計(jì)分析，其核心就是認(rèn)識(shí)與地理位置相關(guān)的數(shù)據(jù)間的空間依賴(lài)、空間關(guān)聯(lián)或空間自相關(guān)，通過(guò)空間位置建立數(shù)據(jù)間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系?？臻g統(tǒng)計(jì)分析的任務(wù)，就是運(yùn)用有關(guān)統(tǒng)計(jì)方法，建立空間統(tǒng)計(jì)模型，從凌亂的數(shù)據(jù)中挖掘空間自相關(guān)與空間變異規(guī)律?？臻g統(tǒng)計(jì)分析www.gsau.e

2、du.cn甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院空間數(shù)據(jù)分析與傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析主要有兩大差異：(1)空間數(shù)據(jù)間并非獨(dú)立，而是在維空間中具有某種空間相關(guān)性，且在不同的空間分辨率下呈現(xiàn)不同之相關(guān)程度；(2)地球只有一個(gè)，大多數(shù)空間問(wèn)題僅有一組（空間分布不規(guī)則的）觀測(cè)值，而無(wú)重復(fù)觀測(cè)數(shù)據(jù)。因此，空間現(xiàn)象的了解與描述是極為復(fù)雜的，而傳統(tǒng)方法，尤其是建立在獨(dú)立樣本上的統(tǒng)計(jì)方法，不適合分析空間數(shù)據(jù)?？臻g統(tǒng)計(jì)VS.經(jīng)典統(tǒng)計(jì)經(jīng)典統(tǒng)計(jì)：獨(dú)立性、隨機(jī)性假設(shè)空間統(tǒng)計(jì)：自相關(guān)、依賴(lài)性、異質(zhì)性www.gsau.edu.cn甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院地理

3、學(xué)第一定律（FLG）:everythingisrelatedtoeverythingelse,butnearthingsaremorerelatedthandistantthings(Tobler,1970).空間統(tǒng)計(jì)的基本思想：WaldoTobler（bornin1930）receivingaplaqueforhiscontributionstogeography.OntheeventofhisNovember2000birthday.http://en.wikipedia.org/wiki/Waldo_R.

4、_ToblerTobler,W.R.(1970)."AcomputermoviesimulatingurbangrowthintheDetroitregion".EconomicGeography,46(2):234-240.FLG的一般性:自然地理、人文地理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)www.gsau.edu.cn甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院空間自相關(guān)是普遍存在的，否則地理分析便沒(méi)有多大意義。?經(jīng)典統(tǒng)計(jì)：獨(dú)立空間自相關(guān)的存在，使得經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)所要求的樣本獨(dú)立性假設(shè)不滿足。如果地理學(xué)從根本上值得研究，必然是因?yàn)榈乩憩F(xiàn)象在空間上的變化

5、不是隨機(jī)的。?經(jīng)典統(tǒng)計(jì)：隨機(jī)www.gsau.edu.cn甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院可以借助空間統(tǒng)計(jì)更好地理解地理現(xiàn)象。?或許學(xué)習(xí)空間統(tǒng)計(jì)最重要的原因是我們不僅僅想知道問(wèn)題“怎么樣”，更想知道“哪里怎么樣”空間統(tǒng)計(jì)學(xué)可以幫助我們準(zhǔn)確地判斷具體地理模式的原因。?JohnSnow的霍亂地圖?當(dāng)發(fā)現(xiàn)某種病僅僅發(fā)生在靠近河流的村莊時(shí)，河流中的寄生物可能是病源?？臻g統(tǒng)計(jì)學(xué)可以幫助我們處理大的復(fù)雜數(shù)據(jù)集,這是GIS經(jīng)常面對(duì)的事情。為什么要用空間統(tǒng)計(jì)www.gsau.edu.cn甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院霍亂病死者居住分布圖

6、(JohnSnow,1854)1854年8月到9月英國(guó)倫敦霍亂流行時(shí)，當(dāng)局始終找不到發(fā)病的原因，后來(lái)醫(yī)生約翰·斯諾(JohnSnow)參與調(diào)查。他在繪有霍亂流行地區(qū)所有道路、房屋、飲用水機(jī)井等內(nèi)容的1：6500比例尺地圖上，標(biāo)出了每個(gè)霍亂病死者的居住位置，得到了霍亂病死者居住分布圖。www.gsau.edu.cn甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院第1節(jié)探索性空間統(tǒng)計(jì)分析基本原理與方法應(yīng)用實(shí)例www.gsau.edu.cn甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院探索性空間數(shù)據(jù)分析(ESDA)ESDA是指利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和圖形圖表相結(jié)合對(duì)

7、空間信息的性質(zhì)進(jìn)行分析、鑒別，用以引導(dǎo)確定性模型的結(jié)構(gòu)和解法。ESDA與EDA區(qū)別在于它考慮了數(shù)據(jù)的空間特性，在方法上它將數(shù)據(jù)分解為一般趨勢(shì)和疊加于其上的局部變化兩部分。然后用一定的數(shù)學(xué)函數(shù)去擬合由樣本點(diǎn)產(chǎn)生的經(jīng)驗(yàn)變率函數(shù)，進(jìn)行諸如克立格內(nèi)插等空間操作。www.gsau.edu.cn甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院通常定義一個(gè)二元對(duì)稱(chēng)空間權(quán)重矩陣W，來(lái)表達(dá)n個(gè)位置的空間區(qū)域的鄰近關(guān)系，其形式如下式中：Wij表示區(qū)域i與j的臨近關(guān)系，它可以根據(jù)鄰接標(biāo)準(zhǔn)或距離標(biāo)準(zhǔn)來(lái)度量。一、基本原理與方法（一）空間權(quán)重矩陣www.gsa

8、u.edu.cn甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院①簡(jiǎn)單的二進(jìn)制鄰接矩陣②基于距離的二進(jìn)制空間權(quán)重矩陣兩種最常用的確定空間權(quán)重矩陣的規(guī)則www.gsau.edu.cn甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院（二）全局空間自相關(guān)Moran指數(shù)反映的是空間鄰接或空間鄰近的區(qū)域單元屬性值的相似程度。Geary系數(shù)與Moran指數(shù)存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。PatrickA.P.Moran（1917-1988）Moran指數(shù)和