空間統計與計算方法(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(diǎn)和作用·掌握GIS空間分析的一般步驟·了解空間查詢(xún)與量算的各種方法及其應用·了解視覺(jué)信息復合分析的類(lèi)型和用途·理解疊置分析的概念和類(lèi)型，掌握多邊形疊置分析的步驟和方法·理解緩沖區的概念和作用，并能說(shuō)明其應用方法·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(lèi)型和方法·了解空間信息分類(lèi)和統計分析方法重點(diǎn)：矢量數據分析方法，柵格數據分析方法、空間插值。?學(xué)習目標難點(diǎn)：空間插值技術(shù)空間分析是綜合分析空間數據的技術(shù)的通稱(chēng)。空間分析有著(zhù)十分豐富的內涵，它是構成地理信息系統的核心部分之一，在整個(gè)地理數據的應用中發(fā)揮著(zhù)舉足輕重的作用，也是GIS區別與其它信息系統的一個(gè)顯著(zhù)標志。分析技術(shù)：空間圖形數據的拓撲運算；非空間屬性數據運算；空間和非空間數據的聯(lián)合運算。第一節地理信息系統的空間分析模型一、地學(xué)模型概述所謂模型，就是將系統的各個(gè)要素，通過(guò)適當的篩選，用一定的表現規則所描寫(xiě)出來(lái)的簡(jiǎn)明映象，是對現實(shí)世界的簡(jiǎn)化表達。地學(xué)模型，也稱(chēng)專(zhuān)題分析模型，是用來(lái)描述地理系統各要素之間的相互關(guān)系和客觀(guān)規律信息的簡(jiǎn)明映象，其形式有語(yǔ)言的、數學(xué)的或其它的表達模式。對于GIS來(lái)說(shuō)，專(zhuān)題分析模型是根據目標的知識將系統數據重新組織，得出與目標有關(guān)的新的規則和公式。不同的理論觀(guān)點(diǎn)，不同的體系可以產(chǎn)生不同的結
2.什么是空間分析
空間分析是對于地理空間現象的定量研究，其常規能力是操縱空間數據使之成為不同的形式，并且提取其潛在的信息。空間分析是GIS的核心。空間分析能力（特別是對空間隱含信息的提取和傳輸能力）是地理信息系統區別與一般信息系統的主要方面，也是評價(jià)一個(gè)地理信息系統成功與否的一個(gè)主要指標。
基本方法
? 空間信息量算
? 空間信息分類(lèi)
? 緩沖區分析
? 疊加分析
? 網(wǎng)絡(luò )分析
? 空間統計分析
3.統計方法有哪些
1.計量資料的統計方法
分析計量資料的統計分析方法可分為參數檢驗法和非參數檢驗法。
參數檢驗法主要為t檢驗和方差分析（ANOVN，即F檢驗）等，兩組間均數比較時(shí)常用t檢驗和u檢驗，兩組以上均數比較時(shí)常用方差分析；非參數檢驗法主要包括秩和檢驗等。t檢驗可分為單組設計資料的t檢驗、配對設計資料的t檢驗和成組設計資料的t檢驗；當兩個(gè)小樣本比較時(shí)要求兩總體分布為正態(tài)分布且方差齊性，若不能滿(mǎn)足以上要求，宜用t 檢驗或非參數方法（秩和檢驗）。方差分析可用于兩個(gè)以上樣本均數的比較，應用該方法時(shí)，要求各個(gè)樣本是相互獨立的隨機樣本，各樣本來(lái)自正態(tài)總體且各處理組總體方差齊性。根據設計類(lèi)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，應根據所采用的設計類(lèi)型、資料所具備的條件和分析目的，選用合適的統計分析方法，不應盲目套用t檢驗和單因素方差分析。
2.計數資料的統計方法
計數資料的統計方法主要針對四格表和R*C表利用檢驗進(jìn)行分析。 四格表資料：組間比較用
檢驗或u檢驗，若不能滿(mǎn)足 檢驗：當計數資料呈配對設計時(shí)，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(shū)籍。 R*C表可以分為雙向無(wú)序，單向有序、雙向有序屬性相同和雙向有序屬性不同四類(lèi)，不同類(lèi)的行列表根據其研究目的，其選擇的方法也不一樣。
3.等級資料的統計方法
等級資料（有序變量）是對性質(zhì)和類(lèi)別的等級進(jìn)行分組，再清點(diǎn)每組觀(guān)察單位個(gè)數所得到的資料。在臨床醫學(xué)資料中，常遇到一些定性指標，如臨床療效的評價(jià)、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(gè)等級然后分類(lèi)計數的辦法來(lái)解決它的量化問(wèn)題，這樣的資料統計上稱(chēng)為等級資料。
統計方法是指有關(guān)收集、整理、分析和解釋統計數據，并對其所反映的問(wèn)題作出一定結論的方法。統計方法是一種從微觀(guān)結構上來(lái)研究物質(zhì)的宏觀(guān)性質(zhì)及其規律的獨特的方法。
定義1
所謂統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(yíng)類(lèi)的其它方法計算者稱(chēng)為B類(lèi)標準不確定度或稱(chēng)為標準不確定度的B類(lèi)計算法（typeBevaluation）。
定義2
在平均離子模型的基礎上，發(fā)展了一個(gè)計算離子組態(tài)概率分布的有效方法，稱(chēng)為統計方法。
源自： 激光等離子體非平衡X射線(xiàn)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
統計方法是指在不知道紋理基元或尚未監測出基元的情況下進(jìn)行紋理分析，主要描述紋理基元或局部模式隨機和空間統計特征，如灰度共生矩陣法、隨機場(chǎng)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)就是用統計方法來(lái)研究的。大量個(gè)別的偶然事件存在著(zhù)一定的規律，表現了這些事件的整體的本質(zhì)和必然的聯(lián)系。這種規律是客觀(guān)存在的，統計的方法則是揭示這種規律的必要手段。統計方法只能適合于大量事件，研究的事件越多，得到的統計結果也越準確
4.GIS空間分析方法是什么
指在GIS（地理信息系統）里實(shí)現分析空間數據，即從空間數據中獲取有關(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(jìn)行分析。
根據作用的數據性質(zhì)不同，可以分為：
1、基于空間圖形數據的分析運算；
2、基于非空間屬性的數據運算；
3、空間和非空間數據的聯(lián)合運算。空間分析賴(lài)以進(jìn)行的基礎是地理空間數據庫，其運用的手段包括各種幾何的邏輯運算、數理統計分析，代數運算等數學(xué)手段，最終的目的是解決人們所涉及到地理空間的實(shí)際問(wèn)題，提取和傳輸地理空間信息，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(kāi)始階段，主要是應用定量（主要是統計）分析手段用于分析點(diǎn)、線(xiàn)、面的空間分布模式。后來(lái)更多的是強調地理空間本身的特征、空間決策過(guò)程和復雜空間系統的時(shí)空演化過(guò)程分析。
實(shí)際上自有地圖以來(lái)，人們就始終在自覺(jué)或不自覺(jué)地進(jìn)行著(zhù)各種類(lèi)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(jìn)行戰術(shù)研究和戰略決策等，都是人們利用地圖進(jìn)行空間分析的實(shí)例，而后者實(shí)質(zhì)上已屬較高層次上的空間分析。
參考資料來(lái)源：百度百科-空間分析
參考資料來(lái)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（GIS）具有很強的空間信息分析功能，這是區別于計算機地圖制圖系統的顯著(zhù)特征之一。
利用空間信息分析技術(shù)，通過(guò)對原始數據模型的觀(guān)察和實(shí)驗，用戶(hù)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。空間信息分析的內涵極為豐富。
作為GIS的核心部分之一，空間信息分析在地理數據的應用中發(fā)揮著(zhù)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(jìn)行疊加產(chǎn)生一個(gè)新要素層的操作，其結果將原來(lái)要素分割生成新的要素，新要素綜合了原來(lái)兩層或多層要素所具有的屬性。
也就是說(shuō)，覆蓋疊置分析不僅生成了新的空間關(guān)系，還將輸入數據層的屬性聯(lián)系起來(lái)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學(xué)模型進(jìn)行計算分析，進(jìn)而產(chǎn)生用戶(hù)需要的結果或回答用戶(hù)提出的問(wèn)題。
1）多邊形疊置這個(gè)過(guò)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(shí)它們的屬性也將聯(lián)系起來(lái)，以滿(mǎn)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(gè)輸入的所有多邊形。
（2）多邊形之積（INTERSECT）：輸出保留了兩個(gè)輸入的共同覆蓋區域。（3）多邊形疊合（IDENTITY）：以一個(gè)輸入的邊界為準，而將另一個(gè)多邊形與之相匹配，輸出內容是第一個(gè)多邊形區域內二個(gè)輸入層所有多邊形。
多邊形疊置是個(gè)非常有用的分析功能，例如，人口普查區和校區圖疊加，結果表示了每一學(xué)校及其對應的普查區，由此就可以查到作為校區新屬性的重疊普查區的人口數。2）點(diǎn)與多邊形疊加點(diǎn)與多邊形疊加，實(shí)質(zhì)是計算包含關(guān)系。
疊加的結果是為每點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)新的屬性。例如，井位與規劃區疊加，可找到包含每個(gè)井的區域。
3）線(xiàn)與多邊形疊加將多邊形要素層疊加到一個(gè)弧段層上，以確定每條弧段（全部或部分）落在哪個(gè)多邊形內。網(wǎng)絡(luò )分析（Network Analysis）對地理網(wǎng)絡(luò )（如交通網(wǎng)絡(luò )）、城市基礎設施網(wǎng)絡(luò )（如各種網(wǎng)線(xiàn)、電力線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)、供排水管線(xiàn)等）進(jìn)行地理分析和模型化，是地理信息系統中網(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(gè)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(lèi)活動(dòng)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(lèi)問(wèn)題在生產(chǎn)、社會(huì )、經(jīng)濟活動(dòng)中不勝枚舉，因此研究此類(lèi)問(wèn)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(dòng)的管線(xiàn)，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(dòng)的點(diǎn)。（3）拐角點(diǎn)（Turns），出現在網(wǎng)絡(luò )鏈中所有的分割結點(diǎn)上，狀態(tài)屬性有阻力，如拐彎的時(shí)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(shí)間限制。（5）站點(diǎn)（Stops），在路徑選擇中資源增減的站點(diǎn)，如庫房、汽車(chē)站等，其狀態(tài)屬性有要被運輸的資源需求，如產(chǎn)品數。
網(wǎng)絡(luò )中的狀態(tài)屬性有阻力和需求兩項，實(shí)際的狀態(tài)屬性可通過(guò)空間屬性和狀態(tài)屬性的轉換，根據實(shí)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(hù)確定權值關(guān)系后，即給定每條弧段的屬性，當需求最佳路徑時(shí)，讀出路徑的相關(guān)屬性，求最佳路徑。
（2）動(dòng)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(diǎn)或要求定位某一公路上的某一點(diǎn)，標注出某條路上從某一公里數到另一公里數的路段。（3）N條最佳路徑分析：確定起點(diǎn)、終點(diǎn)，求代價(jià)較小的N？條路徑，因為在實(shí)踐中往往僅求出最佳路徑并不能滿(mǎn)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(diǎn)、終點(diǎn)和所要經(jīng)過(guò)的中間點(diǎn)、中間連線(xiàn)，求最短路徑。（5）動(dòng)態(tài)最佳路徑分析：實(shí)際網(wǎng)絡(luò )分析中權值是隨著(zhù)權值關(guān)系式變化的，而且可能會(huì )臨時(shí)出現一些障礙點(diǎn)，所以往往需要動(dòng)態(tài)地計算最佳路徑。
2）地址匹配地址匹配實(shí)質(zhì)是對地理位置的查詢(xún)，它涉及到地址的編碼（Geocode）。地址匹配與其它網(wǎng)絡(luò )分析功能結合起來(lái)，可以滿(mǎn)足實(shí)際工作中非常復雜的分析要求。
所需輸入的數據，包括地址表和含地址范圍的街道網(wǎng)絡(luò )及待查詢(xún)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(diǎn)（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(dòng)和合理分配。
其在地理網(wǎng)絡(luò )中的應用與區位論中的中心地理論類(lèi)似。在資源分配模型中，研究區可以是機能區，根據網(wǎng)絡(luò )流的阻力等來(lái)研究中心的吸引區，為網(wǎng)絡(luò )中的每一連接尋找最近的中心，以實(shí)現最佳的服務(wù)。
還可以用來(lái)指定可能的區域。資源分配模型可用來(lái)計算中心地的等時(shí)區，等交通距離區，等費用距離區等。
可用來(lái)進(jìn)行城鎮中心，商業(yè)中心或港口等地的吸引范圍分析，以用來(lái)尋找區域中最近的商業(yè)中心，進(jìn)行各種區劃和港口腹地的模。
6.常見(jiàn)的數據統計方法有什么
常見(jiàn)的數據統計方法有：表格、折線(xiàn)統計圖、條形統計圖、扇形統計圖。舉一個(gè)例子來(lái)具體分說(shuō)明一下，比如說(shuō)：我在淘寶開(kāi)了個(gè)童裝店，為了方便統計每半個(gè)月的銷(xiāo)售額，現在用以上這四種統計方法來(lái)演示一下。
1.表格就是通過(guò)畫(huà)格子的方式來(lái)統計數據，在這里可以畫(huà)三行橫線(xiàn)，得到兩條細長(cháng)的格子，再把這兩行均勻的分為15個(gè)上下格子。橫一為日期，橫二為銷(xiāo)售額，半個(gè)月下來(lái)都填進(jìn)去就一目了然。
2.折線(xiàn)是通過(guò)畫(huà)點(diǎn)，把15天的銷(xiāo)售額都連成一條折線(xiàn)，通過(guò)上下起伏來(lái)看波動(dòng)的數據。先畫(huà)一“L”形，橫線(xiàn)作日期，豎線(xiàn)作銷(xiāo)售額，銷(xiāo)售額可以自己寫(xiě)一個(gè)數，一直往上數與數之間相差一樣。均勻的把橫豎線(xiàn)分為15份，每個(gè)日期對應多少銷(xiāo)售額，就在“L”的半框里，以對應的日期和銷(xiāo)售畫(huà)橫線(xiàn)和豎線(xiàn)，交叉的位置取一點(diǎn)。然后每天如此，再用直線(xiàn)連接這15個(gè)點(diǎn)，就能清楚的看到這半個(gè)月哪一天銷(xiāo)售最好，哪一天銷(xiāo)售墊底。
3.條形統計圖作出的是條狀的數據統計圖，和折線(xiàn)統計圖一樣，畫(huà)“L”，橫為日期豎為銷(xiāo)售額。只不過(guò)這里不畫(huà)點(diǎn)點(diǎn)，畫(huà)倒立的長(cháng)方形，然后通過(guò)高高低低的條形圖來(lái)分析半個(gè)月的銷(xiāo)售額。
4.扇形統計圖就是把一個(gè)圓形，平均分為15份，一個(gè)月下來(lái)把所有的日銷(xiāo)售額加起來(lái)，用當天的數據除以總數，乘以百分數。每一分里寫(xiě)上日期和當天銷(xiāo)售額占總數的百分比，用這個(gè)百分數來(lái)統計半個(gè)月的數據。每個(gè)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(jiàn)的幾種數據統計。
