《空间统计分析初步》PPT课件

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1、第四章空间统计分析甘肃农业大学资源与环境学院本章主要内容第一节探索性空间统计分析第二节地统计分析方法www.gsau.edu.cn甘肃农业大学资源与环境学院空间统计分析,即空间数据（spatialdata）的统计分析，是现代计量地理学中一个快速发展的方向和领域。空间统计分析，其核心就是认识与地理位置相关的数据间的空间依赖、空间关联或空间自相关，通过空间位置建立数据间的统计关系。空间统计分析的任务，就是运用有关统计方法，建立空间统计模型，从凌乱的数据中挖掘空间自相关与空间变异规律。空间统计分析www.gsau.e

2、du.cn甘肃农业大学资源与环境学院空间数据分析与传统统计分析主要有两大差异：(1)空间数据间并非独立，而是在维空间中具有某种空间相关性，且在不同的空间分辨率下呈现不同之相关程度；(2)地球只有一个，大多数空间问题仅有一组（空间分布不规则的）观测值，而无重复观测数据。因此，空间现象的了解与描述是极为复杂的，而传统方法，尤其是建立在独立样本上的统计方法，不适合分析空间数据。空间统计VS.经典统计经典统计：独立性、随机性假设空间统计：自相关、依赖性、异质性www.gsau.edu.cn甘肃农业大学资源与环境学院地理

3、学第一定律（FLG）:everythingisrelatedtoeverythingelse,butnearthingsaremorerelatedthandistantthings(Tobler,1970).空间统计的基本思想：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、社会经济www.gsau.edu.cn甘肃农业大学资源与环境学院空间自相关是普遍存在的，否则地理分析便没有多大意义。经典统计：独立空间自相关的存在，使得经典统计学所要求的样本独立性假设不满足。如果地理学从根本上值得研究，必然是因为地理现象在空间上的变化

5、不是随机的。经典统计：随机www.gsau.edu.cn甘肃农业大学资源与环境学院可以借助空间统计更好地理解地理现象。或许学习空间统计最重要的原因是我们不仅仅想知道问题“怎么样”，更想知道“哪里怎么样”空间统计学可以帮助我们准确地判断具体地理模式的原因。JohnSnow的霍乱地图当发现某种病仅仅发生在靠近河流的村庄时，河流中的寄生物可能是病源。空间统计学可以帮助我们处理大的复杂数据集,这是GIS经常面对的事情。为什么要用空间统计www.gsau.edu.cn甘肃农业大学资源与环境学院霍乱病死者居住分布图

6、(JohnSnow,1854)1854年8月到9月英国伦敦霍乱流行时，当局始终找不到发病的原因，后来医生约翰·斯诺(JohnSnow)参与调查。他在绘有霍乱流行地区所有道路、房屋、饮用水机井等内容的1：6500比例尺地图上，标出了每个霍乱病死者的居住位置，得到了霍乱病死者居住分布图。www.gsau.edu.cn甘肃农业大学资源与环境学院第1节探索性空间统计分析基本原理与方法应用实例www.gsau.edu.cn甘肃农业大学资源与环境学院探索性空间数据分析(ESDA)ESDA是指利用统计学原理和图形图表相结合对

7、空间信息的性质进行分析、鉴别，用以引导确定性模型的结构和解法。ESDA与EDA区别在于它考虑了数据的空间特性，在方法上它将数据分解为一般趋势和叠加于其上的局部变化两部分。然后用一定的数学函数去拟合由样本点产生的经验变率函数，进行诸如克立格内插等空间操作。www.gsau.edu.cn甘肃农业大学资源与环境学院通常定义一个二元对称空间权重矩阵W，来表达n个位置的空间区域的邻近关系，其形式如下式中：Wij表示区域i与j的临近关系，它可以根据邻接标准或距离标准来度量。一、基本原理与方法（一）空间权重矩阵www.gsa

8、u.edu.cn甘肃农业大学资源与环境学院①简单的二进制邻接矩阵②基于距离的二进制空间权重矩阵两种最常用的确定空间权重矩阵的规则www.gsau.edu.cn甘肃农业大学资源与环境学院（二）全局空间自相关Moran指数反映的是空间邻接或空间邻近的区域单元属性值的相似程度。Geary系数与Moran指数存在负相关关系。PatrickA.P.Moran（1917-1988）Moran指数和