ARCGIS空间统计分析
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ARCGIS空间统计分析
1
空间统计工具功能
功能领域 工具集
工具
地理分布测 度量地理分 平均中心、中心要素、标准距离、
量
布
方向分布（标准差椭圆）、线性方
向平均值
地理模式分 分析模式 析
平均最近邻、空间自相关 (Moran's I)、高/低聚类 (Getis-Ord General
G)
地理聚类分 聚类分布制 聚类和异常值分析 (Anselin Local
哪些位置与问题发生位 置相距最远？
热点分析 (Getis-Ord Gi*)
应将避难场所设置在哪里？ 7
1.3评估整体空间模式
问题
工具
示例
各空间特征之间是否存
空间自相关 I)
(Global
Moran's
哪一类犯罪的空间集中性最高？
在差异？
或平均最近邻
哪些植物物种的分布在整个研究区 域中最为分散？
空间自相关 (Global Moran's I)富现裕空区间和上贫 的困隔区离是？否或多或少地出
空间模式是否随着时间
推移发生变化？
或高/低聚类 (Getis-Ord
General G)
是否突然出现药品购买高峰？
随着时间推移，该疾病是保持固定 在同一个地理位置，还是扩散到邻 近的地方？
抑制措施是否有效？
空间过程彼此之间是否 多距离空间聚类分析
类似？
(Ripley's K 函数)
该疾病的空间模式是否反映出高危 人群的空间模式？
示例 教育程度与收入之间是什么关系？这种关系在整个研 究区域中是否一致？ 破坏财产行为与入室盗窃之间是否存在明确的关系？
患病几率是否会随着接近水要素而增加？
哪些因素可能导致发生特定的 结果？还有什么地方可能有类 似的反应？
普通最小二乘法 (OLS) 和地理加权回归 (GWR)
有哪些关键可变因素可以解释森林火灾频发的原因？ 哪些人口特征导致了较高的公共交通工具使用率？ 应保护哪些环境以促进濒危物种的再引入？
异常值在哪里？
聚类和异常值分析 (Anselin 在济南的哪里我们会找到
Local Moran's I)
异常的消费模式？
哪里的糖尿病发病率异常 高？
如何可以实现最有效的 资源调配？
热点分析 (Getis-Ord Gi*)
哪里的厨房火灾占住宅火 灾的比例高于预期值？
白天发生的犯罪案件与夜 晚发生的犯罪案件是否具 有相同的空间模式？
2.“空间统计”分析工具
• 空间统计工具箱包含一系列用于分析空间分 布、模式、过程和关系的统计工具。尽管空 间统计和非空间统计（传统统计方法）在概 念和目标方面可能存在某些相似性，但空间 统计具有其固有的独特性，因为它们是专门 为处理地理数据而开发的。与传统的非空间 统计分析方法不同，空间统计方法是将地理 空间（邻域、区域、连通性和/或其他空间关 系）直接融入到数学逻辑中。
析
图
Moran's I)、热点分析 (Getis-Ord
Gi*)
回归分析 空间关系建 普通最小二乘法、探索性回归、地
模
理加权回归
2
ARCGIS“空间统计”工具箱概述
工具集 描述
这些工具可用于评估要素（或与要素关联的值）是形 分析模式 成一个聚类空间模式、离散空间模式还是随机空间模
式。
聚类分布 这些工具可用于识别具有统计显著性的热点、冷点或
缓解措施会在哪里最有效？
普通最小二乘法 (OLS) 和地理加权回归 (GWR)
孩子会在哪些方面始终保持高的考试分数？似乎要与 哪些特征联系在一起？每个特征分别在哪些方面最为 重要？
哪些因素与高于预期的交通事故发生比例相关？在每 个事故高发地点，哪些因素是最强的预测因子？
模式可能会发生什么样的变 化？可以做哪些准备工作？
5
1.1汇总关键特征
问题
工具
示例
中心在哪里？
平均中心或中位 数中心
人口中心在哪里以及它如何随时间变化？
哪个要素的地理 位置最便利？
中心要素
应将新建的支持中心定址在哪里？
主导方向或方位 是什么？
线性方向平均值
冬季的主要风向是什么？ 在此地区如何确定断层线的方位？
哪个犯罪团伙所涉及的地域最大？
要 密 程素集度的程如分度何散或？程融度合、标分准布距(标离准或差方椭向圆)哪种疾病菌株的分布范围最广？ 根据动物选择的生活地点，各物种会达到什么样的 融合程度？
商业入室盗窃的空间模式是否偏离 商业场所的空间模式？
数据是否在空间上相关？空间自相关 (Global Moran's I)回性归的残空差间是 自否相表关现？出具有统计显8 著
1.4关系建模
问题
工具
是否存在相关性？关系的稳固 程度如何？这种关系在整个研 究区域中是否一致？
普通最小二乘法 (OLS) 和地理加权回归 (GWR)
集重合点。
3
• 注意: ARCGIS“空间统计”工具箱,只 要分析中涉及距离（对于空间统计总 是如此），就应使用 投影坐标系（而 不是基于度、分、秒的 地理坐标系） 对数据进行 投影。
4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.ARCGIS空间统计任务
➢汇总某分布模式的关键特征。 ➢标识具有统计显著性的空间聚类（热点/
冷点）和空间异常值。 ➢评估聚类或分散的总体模式。 ➢对空间关系建模。
制图
空间异常值。
度量地理 这些工具可以解决以下问题：中心在哪里？形状和方
分布
向如何？这些要素的离散程度如何？
空间关系 建模 渲染
工具
这些工具可利用回归分析来建立数据关系模型，也可 以构建空间权重矩阵。
这些工具可用于渲染分析结果。
这些实用工具可执行多种杂项功能：计算面积、评估
最小距离、导出变量和几何、转换空间权重文件和采
普通最小二乘法 (OLS) 和地理加权回归 (GWR)
911 报警电话的热点在哪里？哪些可变因素可有效预测 通话量？鉴于对未来的预测，对应急资源的预期需求
有哪些？
为什么此位置会成为热点？为 什么此位置会成为冷点？
热点分析 (Getis-Ord Gi*)、 为什么在某些特定区域癌症发病率如此高？ 普通最小二乘法 (OLS) 为什么在一些地区的识字率很低？ 和地理加权回归 (GWR) 美国是否有持续发生年轻人早逝的地方？原因是什9 么？
是否存在定向趋 势？
方向分布 椭圆)
(标准差
残骸现场的方位在哪里？残骸的集中区域在哪里？
6
1.2标识具有统计显著性的聚类
问题
工具
示例
热点在哪里？冷点在哪 里？聚类的集中程度如 何？
热点分析 (Getis-Ord Gi*) 或 聚类和异常值分析 (Anselin
Local Moran's I)
富裕区与贫困区之间最清 晰的界限在哪里？哪里是 生物多样性和栖息地质量 最高的地方？
1
空间统计工具功能
功能领域 工具集
工具
地理分布测 度量地理分 平均中心、中心要素、标准距离、
量
布
方向分布（标准差椭圆）、线性方
向平均值
地理模式分 分析模式 析
平均最近邻、空间自相关 (Moran's I)、高/低聚类 (Getis-Ord General
G)
地理聚类分 聚类分布制 聚类和异常值分析 (Anselin Local
哪些位置与问题发生位 置相距最远？
热点分析 (Getis-Ord Gi*)
应将避难场所设置在哪里？ 7
1.3评估整体空间模式
问题
工具
示例
各空间特征之间是否存
空间自相关 I)
(Global
Moran's
哪一类犯罪的空间集中性最高？
在差异？
或平均最近邻
哪些植物物种的分布在整个研究区 域中最为分散？
空间自相关 (Global Moran's I)富现裕空区间和上贫 的困隔区离是？否或多或少地出
空间模式是否随着时间
推移发生变化？
或高/低聚类 (Getis-Ord
General G)
是否突然出现药品购买高峰？
随着时间推移，该疾病是保持固定 在同一个地理位置，还是扩散到邻 近的地方？
抑制措施是否有效？
空间过程彼此之间是否 多距离空间聚类分析
类似？
(Ripley's K 函数)
该疾病的空间模式是否反映出高危 人群的空间模式？
示例 教育程度与收入之间是什么关系？这种关系在整个研 究区域中是否一致？ 破坏财产行为与入室盗窃之间是否存在明确的关系？
患病几率是否会随着接近水要素而增加？
哪些因素可能导致发生特定的 结果？还有什么地方可能有类 似的反应？
普通最小二乘法 (OLS) 和地理加权回归 (GWR)
有哪些关键可变因素可以解释森林火灾频发的原因？ 哪些人口特征导致了较高的公共交通工具使用率？ 应保护哪些环境以促进濒危物种的再引入？
异常值在哪里？
聚类和异常值分析 (Anselin 在济南的哪里我们会找到
Local Moran's I)
异常的消费模式？
哪里的糖尿病发病率异常 高？
如何可以实现最有效的 资源调配？
热点分析 (Getis-Ord Gi*)
哪里的厨房火灾占住宅火 灾的比例高于预期值？
白天发生的犯罪案件与夜 晚发生的犯罪案件是否具 有相同的空间模式？
2.“空间统计”分析工具
• 空间统计工具箱包含一系列用于分析空间分 布、模式、过程和关系的统计工具。尽管空 间统计和非空间统计（传统统计方法）在概 念和目标方面可能存在某些相似性，但空间 统计具有其固有的独特性，因为它们是专门 为处理地理数据而开发的。与传统的非空间 统计分析方法不同，空间统计方法是将地理 空间（邻域、区域、连通性和/或其他空间关 系）直接融入到数学逻辑中。
析
图
Moran's I)、热点分析 (Getis-Ord
Gi*)
回归分析 空间关系建 普通最小二乘法、探索性回归、地
模
理加权回归
2
ARCGIS“空间统计”工具箱概述
工具集 描述
这些工具可用于评估要素（或与要素关联的值）是形 分析模式 成一个聚类空间模式、离散空间模式还是随机空间模
式。
聚类分布 这些工具可用于识别具有统计显著性的热点、冷点或
缓解措施会在哪里最有效？
普通最小二乘法 (OLS) 和地理加权回归 (GWR)
孩子会在哪些方面始终保持高的考试分数？似乎要与 哪些特征联系在一起？每个特征分别在哪些方面最为 重要？
哪些因素与高于预期的交通事故发生比例相关？在每 个事故高发地点，哪些因素是最强的预测因子？
模式可能会发生什么样的变 化？可以做哪些准备工作？
5
1.1汇总关键特征
问题
工具
示例
中心在哪里？
平均中心或中位 数中心
人口中心在哪里以及它如何随时间变化？
哪个要素的地理 位置最便利？
中心要素
应将新建的支持中心定址在哪里？
主导方向或方位 是什么？
线性方向平均值
冬季的主要风向是什么？ 在此地区如何确定断层线的方位？
哪个犯罪团伙所涉及的地域最大？
要 密 程素集度的程如分度何散或？程融度合、标分准布距(标离准或差方椭向圆)哪种疾病菌株的分布范围最广？ 根据动物选择的生活地点，各物种会达到什么样的 融合程度？
商业入室盗窃的空间模式是否偏离 商业场所的空间模式？
数据是否在空间上相关？空间自相关 (Global Moran's I)回性归的残空差间是 自否相表关现？出具有统计显8 著
1.4关系建模
问题
工具
是否存在相关性？关系的稳固 程度如何？这种关系在整个研 究区域中是否一致？
普通最小二乘法 (OLS) 和地理加权回归 (GWR)
集重合点。
3
• 注意: ARCGIS“空间统计”工具箱,只 要分析中涉及距离（对于空间统计总 是如此），就应使用 投影坐标系（而 不是基于度、分、秒的 地理坐标系） 对数据进行 投影。
4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.ARCGIS空间统计任务
➢汇总某分布模式的关键特征。 ➢标识具有统计显著性的空间聚类（热点/
冷点）和空间异常值。 ➢评估聚类或分散的总体模式。 ➢对空间关系建模。
制图
空间异常值。
度量地理 这些工具可以解决以下问题：中心在哪里？形状和方
分布
向如何？这些要素的离散程度如何？
空间关系 建模 渲染
工具
这些工具可利用回归分析来建立数据关系模型，也可 以构建空间权重矩阵。
这些工具可用于渲染分析结果。
这些实用工具可执行多种杂项功能：计算面积、评估
最小距离、导出变量和几何、转换空间权重文件和采
普通最小二乘法 (OLS) 和地理加权回归 (GWR)
911 报警电话的热点在哪里？哪些可变因素可有效预测 通话量？鉴于对未来的预测，对应急资源的预期需求
有哪些？
为什么此位置会成为热点？为 什么此位置会成为冷点？
热点分析 (Getis-Ord Gi*)、 为什么在某些特定区域癌症发病率如此高？ 普通最小二乘法 (OLS) 为什么在一些地区的识字率很低？ 和地理加权回归 (GWR) 美国是否有持续发生年轻人早逝的地方？原因是什9 么？
是否存在定向趋 势？
方向分布 椭圆)
(标准差
残骸现场的方位在哪里？残骸的集中区域在哪里？
6
1.2标识具有统计显著性的聚类
问题
工具
示例
热点在哪里？冷点在哪 里？聚类的集中程度如 何？
热点分析 (Getis-Ord Gi*) 或 聚类和异常值分析 (Anselin
Local Moran's I)
富裕区与贫困区之间最清 晰的界限在哪里？哪里是 生物多样性和栖息地质量 最高的地方？