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(biāo)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(biāo)志。分析技術(shù)：空間圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)溥\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(dāng)?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(biāo)的知識將系統(tǒng)數(shù)據(jù)重新組織，得出與目標(biāo)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(biāo)。

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(dāng)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(dāng)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(biāo)，如臨床療效的評價、疾病的臨床分期、病癥嚴(yán)重程度的臨床分級等，對這些指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)不確定度。不同于A類的其它方法計算者稱為B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度或稱為標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)，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(biāo)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(dāng)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(biāo)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(biāo)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(xì)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(dāng)天的數(shù)據(jù)除以總數(shù)，乘以百分?jǐn)?shù)。每一分里寫上日期和當(dāng)天銷售額占總數(shù)的百分比，用這個百分?jǐn)?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。