空間統(tǒng)計與計算方法(空間分析的基本方法)

1.空間分析的基本方法

原發(fā)布者：kaekish

第六章空間分析的基本方法第六章空間分析的基本方法·理解GIS中模型的概念、特點和作用·掌握GIS空間分析的一般步驟·了解空間查詢與量算的各種方法及其應(yīng)用·了解視覺信息復(fù)合分析的類型和用途·理解疊置分析的概念和類型，掌握多邊形疊置分析的步驟和方法·理解緩沖區(qū)的概念和作用，并能說明其應(yīng)用方法·了解泰森多邊形、網(wǎng)絡(luò)分析在地學(xué)中的主要用途·了解空間插值的類型和方法·了解空間信息分類和統(tǒng)計分析方法重點：矢量數(shù)據(jù)分析方法，柵格數(shù)據(jù)分析方法、空間插值。?學(xué)習(xí)目標難點：空間插值技術(shù)空間分析是綜合分析空間數(shù)據(jù)的技術(shù)的通稱。空間分析有著十分豐富的內(nèi)涵，它是構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的核心部分之一，在整個地理數(shù)據(jù)的應(yīng)用中發(fā)揮著舉足輕重的作用，也是GIS區(qū)別與其它信息系統(tǒng)的一個顯著標志。分析技術(shù)：空間圖形數(shù)據(jù)的拓撲運算；非空間屬性數(shù)據(jù)運算；空間和非空間數(shù)據(jù)的聯(lián)合運算。第一節(jié)地理信息系統(tǒng)的空間分析模型一、地學(xué)模型概述所謂模型，就是將系統(tǒng)的各個要素，通過適當?shù)暮Y選，用一定的表現(xiàn)規(guī)則所描寫出來的簡明映象，是對現(xiàn)實世界的簡化表達。地學(xué)模型，也稱專題分析模型，是用來描述地理系統(tǒng)各要素之間的相互關(guān)系和客觀規(guī)律信息的簡明映象，其形式有語言的、數(shù)學(xué)的或其它的表達模式。對于GIS來說，專題分析模型是根據(jù)目標的知識將系統(tǒng)數(shù)據(jù)重新組織，得出與目標有關(guān)的新的規(guī)則和公式。不同的理論觀點，不同的體系可以產(chǎn)生不同的結(jié)

2.什么是空間分析

空間分析是對于地理空間現(xiàn)象的定量研究，其常規(guī)能力是操縱空間數(shù)據(jù)使之成為不同的形式，并且提取其潛在的信息?？臻g分析是GIS的核心?？臻g分析能力（特別是對空間隱含信息的提取和傳輸能力）是地理信息系統(tǒng)區(qū)別與一般信息系統(tǒng)的主要方面，也是評價一個地理信息系統(tǒng)成功與否的一個主要指標。

基本方法

? 空間信息量算

? 空間信息分類

? 緩沖區(qū)分析

? 疊加分析

? 網(wǎng)絡(luò)分析

? 空間統(tǒng)計分析

3.統(tǒng)計方法有哪些

1.計量資料的統(tǒng)計方法

分析計量資料的統(tǒng)計分析方法可分為參數(shù)檢驗法和非參數(shù)檢驗法。

參數(shù)檢驗法主要為t檢驗和方差分析（ANOVN，即F檢驗）等，兩組間均數(shù)比較時常用t檢驗和u檢驗，兩組以上均數(shù)比較時常用方差分析；非參數(shù)檢驗法主要包括秩和檢驗等。t檢驗可分為單組設(shè)計資料的t檢驗、配對設(shè)計資料的t檢驗和成組設(shè)計資料的t檢驗；當兩個小樣本比較時要求兩總體分布為正態(tài)分布且方差齊性，若不能滿足以上要求，宜用t 檢驗或非參數(shù)方法（秩和檢驗）。方差分析可用于兩個以上樣本均數(shù)的比較，應(yīng)用該方法時，要求各個樣本是相互獨立的隨機樣本，各樣本來自正態(tài)總體且各處理組總體方差齊性。根據(jù)設(shè)計類型不同，方差分析中又包含了多種不同的方法。對于定量資料，應(yīng)根據(jù)所采用的設(shè)計類型、資料所具備的條件和分析目的，選用合適的統(tǒng)計分析方法，不應(yīng)盲目套用t檢驗和單因素方差分析。

2.計數(shù)資料的統(tǒng)計方法

計數(shù)資料的統(tǒng)計方法主要針對四格表和R*C表利用檢驗進行分析。 四格表資料：組間比較用

檢驗或u檢驗，若不能滿足 檢驗：當計數(shù)資料呈配對設(shè)計時，獲得的四格表為配對四格表，其用到的檢驗公式和校正公式可參考書籍。 R*C表可以分為雙向無序，單向有序、雙向有序?qū)傩韵嗤碗p向有序?qū)傩圆煌念?，不同類的行列表根?jù)其研究目的，其選擇的方法也不一樣。

3.等級資料的統(tǒng)計方法

等級資料（有序變量）是對性質(zhì)和類別的等級進行分組，再清點每組觀察單位個數(shù)所得到的資料。在臨床醫(yī)學(xué)資料中，常遇到一些定性指標，如臨床療效的評價、疾病的臨床分期、病癥嚴重程度的臨床分級等，對這些指標常采用分成若干個等級然后分類計數(shù)的辦法來解決它的量化問題，這樣的資料統(tǒng)計上稱為等級資料。

統(tǒng)計方法是指有關(guān)收集、整理、分析和解釋統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并對其所反映的問題作出一定結(jié)論的方法。統(tǒng)計方法是一種從微觀結(jié)構(gòu)上來研究物質(zhì)的宏觀性質(zhì)及其規(guī)律的獨特的方法。

定義1

所謂統(tǒng)計方法是指用多次測量值采用一定方法計算出的標準不確定度。不同于A類的其它方法計算者稱為B類標準不確定度或稱為標準不確定度的B類計算法（typeBevaluation）。

定義2

在平均離子模型的基礎(chǔ)上，發(fā)展了一個計算離子組態(tài)概率分布的有效方法，稱為統(tǒng)計方法。

源自： 激光等離子體非平衡X射線發(fā)射譜理論研究《物理學(xué)報》1995年 裴文兵，常鐵強，張鈞

定義3

統(tǒng)計方法是指在不知道紋理基元或尚未監(jiān)測出基元的情況下進行紋理分析，主要描述紋理基元或局部模式隨機和空間統(tǒng)計特征，如灰度共生矩陣法、隨機場模型法等。

源自： 利用紋理分析方法提取TM圖像信息《遙感學(xué)報》2004年 姜青香，劉慧平

定義4

分子物理學(xué)就是用統(tǒng)計方法來研究的。大量個別的偶然事件存在著一定的規(guī)律，表現(xiàn)了這些事件的整體的本質(zhì)和必然的聯(lián)系。這種規(guī)律是客觀存在的，統(tǒng)計的方法則是揭示這種規(guī)律的必要手段。統(tǒng)計方法只能適合于大量事件，研究的事件越多，得到的統(tǒng)計結(jié)果也越準確

4.GIS空間分析方法是什么

指在GIS（地理信息系統(tǒng)）里實現(xiàn)分析空間數(shù)據(jù)，即從空間數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)地理對象的空間位置、分布、形態(tài)、形成和演變等信息并進行分析。

根據(jù)作用的數(shù)據(jù)性質(zhì)不同，可以分為：

1、基于空間圖形數(shù)據(jù)的分析運算；

2、基于非空間屬性的數(shù)據(jù)運算；

3、空間和非空間數(shù)據(jù)的聯(lián)合運算?？臻g分析賴以進行的基礎(chǔ)是地理空間數(shù)據(jù)庫，其運用的手段包括各種幾何的邏輯運算、數(shù)理統(tǒng)計分析，代數(shù)運算等數(shù)學(xué)手段，最終的目的是解決人們所涉及到地理空間的實際問題，提取和傳輸?shù)乩砜臻g信息，特別是隱含信息，以輔助決策。

擴展資料

空間分析源于60年代地理學(xué)的計量革命，在開始階段，主要是應(yīng)用定量（主要是統(tǒng)計）分析手段用于分析點、線、面的空間分布模式。后來更多的是強調(diào)地理空間本身的特征、空間決策過程和復(fù)雜空間系統(tǒng)的時空演化過程分析。

實際上自有地圖以來，人們就始終在自覺或不自覺地進行著各種類型的空間分析。如在地圖上量測地理要素之間的距離、方位、面積，乃至利用地圖進行戰(zhàn)術(shù)研究和戰(zhàn)略決策等，都是人們利用地圖進行空間分析的實例，而后者實質(zhì)上已屬較高層次上的空間分析。

參考資料來源：百度百科-空間分析

參考資料來源：百度百科-GIS空間分析

5.GIS空間分析方法是什么

地理信息系統(tǒng)（GIS）具有很強的空間信息分析功能，這是區(qū)別于計算機地圖制圖系統(tǒng)的顯著特征之一。

利用空間信息分析技術(shù)，通過對原始數(shù)據(jù)模型的觀察和實驗，用戶可以獲得新的經(jīng)驗和知識，并以此作為空間行為的決策依據(jù)?？臻g信息分析的內(nèi)涵極為豐富。

作為GIS的核心部分之一，空間信息分析在地理數(shù)據(jù)的應(yīng)用中發(fā)揮著舉足輕重的作用。疊置分析（Overlay Analysis）覆蓋疊置分析是將兩層或多層地圖要素進行疊加產(chǎn)生一個新要素層的操作，其結(jié)果將原來要素分割生成新的要素，新要素綜合了原來兩層或多層要素所具有的屬性。

也就是說，覆蓋疊置分析不僅生成了新的空間關(guān)系，還將輸入數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)系起來產(chǎn)生了新的屬性關(guān)系。覆蓋疊置分析是對新要素的屬性按一定的數(shù)學(xué)模型進行計算分析，進而產(chǎn)生用戶需要的結(jié)果或回答用戶提出的問題。

1）多邊形疊置這個過程是將兩層中的多邊形要素疊加，產(chǎn)生輸出層中的新多邊形要素，同時它們的屬性也將聯(lián)系起來，以滿足建立分析模型的需要。一般GIS軟件都提供了三種多邊形疊置：（1）多邊形之和（UNION）：輸出保留了兩個輸入的所有多邊形。

（2）多邊形之積（INTERSECT）：輸出保留了兩個輸入的共同覆蓋區(qū)域。（3）多邊形疊合（IDENTITY）：以一個輸入的邊界為準，而將另一個多邊形與之相匹配，輸出內(nèi)容是第一個多邊形區(qū)域內(nèi)二個輸入層所有多邊形。

多邊形疊置是個非常有用的分析功能，例如，人口普查區(qū)和校區(qū)圖疊加，結(jié)果表示了每一學(xué)校及其對應(yīng)的普查區(qū)，由此就可以查到作為校區(qū)新屬性的重疊普查區(qū)的人口數(shù)。2）點與多邊形疊加點與多邊形疊加，實質(zhì)是計算包含關(guān)系。

疊加的結(jié)果是為每點產(chǎn)生一個新的屬性。例如，井位與規(guī)劃區(qū)疊加，可找到包含每個井的區(qū)域。

3）線與多邊形疊加將多邊形要素層疊加到一個弧段層上，以確定每條弧段（全部或部分）落在哪個多邊形內(nèi)。網(wǎng)絡(luò)分析（Network Analysis）對地理網(wǎng)絡(luò)（如交通網(wǎng)絡(luò)）、城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（如各種網(wǎng)線、電力線、電話線、供排水管線等）進行地理分析和模型化，是地理信息系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)分析功能的主要目的。

網(wǎng)絡(luò)分析是運籌學(xué)模型中的一個基本模型，它的根本目的是研究、籌劃一項網(wǎng)絡(luò)工程如何按排，并使其運行效果最好，如一定資源的最佳分配，從一地到另一地的運輸費用最低等。其基本思想則在于人類活動總是趨向于按一定目標選擇達到最佳效果的空間位置。

這類問題在生產(chǎn)、社會、經(jīng)濟活動中不勝枚舉，因此研究此類問題具有重大意義。網(wǎng)絡(luò)中的基本組成部分和屬性如下：（1）鏈（Links），網(wǎng)絡(luò)中流動的管線，如街道，河流，水管等，其狀態(tài)屬性包括阻力（Impedence）和需求（Demand）。

(2)障礙（Barriers），禁止網(wǎng)絡(luò)中鏈上流動的點。（3）拐角點（Turns），出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)鏈中所有的分割結(jié)點上，狀態(tài)屬性有阻力，如拐彎的時間和限制（如不允許左拐）。

（4）中心（Centers），是接受或分配資源的位置，如水庫、商業(yè)中心、電站等，其狀態(tài)屬性包括資源容量，如總的資源量；阻力限額，如中心與鏈之間的最大距離或時間限制。（5）站點（Stops），在路徑選擇中資源增減的站點，如庫房、汽車站等，其狀態(tài)屬性有要被運輸?shù)馁Y源需求，如產(chǎn)品數(shù)。

網(wǎng)絡(luò)中的狀態(tài)屬性有阻力和需求兩項，實際的狀態(tài)屬性可通過空間屬性和狀態(tài)屬性的轉(zhuǎn)換，根據(jù)實際情況賦到網(wǎng)絡(luò)屬性表中。1）路徑分析（1）靜態(tài)求最佳路徑：由用戶確定權(quán)值關(guān)系后，即給定每條弧段的屬性，當需求最佳路徑時，讀出路徑的相關(guān)屬性，求最佳路徑。

（2）動態(tài)分段技術(shù)：給定一條路徑由多段聯(lián)系組成，要求標注出這條路上的公里點或要求定位某一公路上的某一點，標注出某條路上從某一公里數(shù)到另一公里數(shù)的路段。（3）N條最佳路徑分析：確定起點、終點，求代價較小的N？條路徑，因為在實踐中往往僅求出最佳路徑并不能滿足要求，可能因為某種因素不走最佳路徑，而走近似最佳路徑。

（4）最短路徑：確定起點、終點和所要經(jīng)過的中間點、中間連線，求最短路徑。（5）動態(tài)最佳路徑分析：實際網(wǎng)絡(luò)分析中權(quán)值是隨著權(quán)值關(guān)系式變化的，而且可能會臨時出現(xiàn)一些障礙點，所以往往需要動態(tài)地計算最佳路徑。

2）地址匹配地址匹配實質(zhì)是對地理位置的查詢，它涉及到地址的編碼（Geocode）。地址匹配與其它網(wǎng)絡(luò)分析功能結(jié)合起來，可以滿足實際工作中非常復(fù)雜的分析要求。

所需輸入的數(shù)據(jù)，包括地址表和含地址范圍的街道網(wǎng)絡(luò)及待查詢地址的屬性值。3）資源分配資源分配網(wǎng)絡(luò)模型由中心點（分配中心）及其狀態(tài)屬性和網(wǎng)絡(luò)組成。

分配有兩種方式，一種是由分配中心向四周輸出，另一種是由四周向中心集中。這種分配功能可以解決資源的有效流動和合理分配。

其在地理網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用與區(qū)位論中的中心地理論類似。在資源分配模型中，研究區(qū)可以是機能區(qū)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流的阻力等來研究中心的吸引區(qū)，為網(wǎng)絡(luò)中的每一連接尋找最近的中心，以實現(xiàn)最佳的服務(wù)。

還可以用來指定可能的區(qū)域。資源分配模型可用來計算中心地的等時區(qū)，等交通距離區(qū)，等費用距離區(qū)等。

可用來進行城鎮(zhèn)中心，商業(yè)中心或港口等地的吸引范圍分析，以用來尋找區(qū)域中最近的商業(yè)中心，進行各種區(qū)劃和港口腹地的模。

6.常見的數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法有什么

常見的數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法有：表格、折線統(tǒng)計圖、條形統(tǒng)計圖、扇形統(tǒng)計圖。舉一個例子來具體分說明一下，比如說：我在淘寶開了個童裝店，為了方便統(tǒng)計每半個月的銷售額，現(xiàn)在用以上這四種統(tǒng)計方法來演示一下。

1.表格就是通過畫格子的方式來統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在這里可以畫三行橫線，得到兩條細長的格子，再把這兩行均勻的分為15個上下格子。橫一為日期，橫二為銷售額，半個月下來都填進去就一目了然。

2.折線是通過畫點，把15天的銷售額都連成一條折線，通過上下起伏來看波動的數(shù)據(jù)。先畫一“L”形，橫線作日期，豎線作銷售額，銷售額可以自己寫一個數(shù)，一直往上數(shù)與數(shù)之間相差一樣。均勻的把橫豎線分為15份，每個日期對應(yīng)多少銷售額，就在“L”的半框里，以對應(yīng)的日期和銷售畫橫線和豎線，交叉的位置取一點。然后每天如此，再用直線連接這15個點，就能清楚的看到這半個月哪一天銷售最好，哪一天銷售墊底。

3.條形統(tǒng)計圖作出的是條狀的數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖，和折線統(tǒng)計圖一樣，畫“L”，橫為日期豎為銷售額。只不過這里不畫點點，畫倒立的長方形，然后通過高高低低的條形圖來分析半個月的銷售額。

4.扇形統(tǒng)計圖就是把一個圓形，平均分為15份，一個月下來把所有的日銷售額加起來，用當天的數(shù)據(jù)除以總數(shù)，乘以百分數(shù)。每一分里寫上日期和當天銷售額占總數(shù)的百分比，用這個百分數(shù)來統(tǒng)計半個月的數(shù)據(jù)。每個圖的做法都不一樣，但表達的意思都是同樣的，這就是日常生活中最常見的幾種數(shù)據(jù)統(tǒng)計。