空间统计分析
地理信息系统下的空间分析——第六章_空间数据的量算及统计分析方法0
地理信息系统下的空间分析——第六章_空间数据的量算及统计分析方法0地理信息系统 (Geographic Information System, 简称GIS) 是一种用于捕捉、存储、管理、分析和展示地理数据的技术。
GIS的空间分析是指对地理数据进行计量和统计分析的过程。
本文将介绍GIS中空间数据的量算及统计分析方法。
一、空间数据的量算方法1.面积量算：面积量算是对地理空间对象的面积进行计算的方法。
常见的面积量算方法有几何方法、计算公式等。
在GIS中，可以通过点、线、面等要素的矢量数据来计算其面积。
2.距离量算：距离量算是对地理空间对象之间的距离进行计算的方法。
常见的距离量算方法包括欧氏距离、曼哈顿距离、最短路径距离等。
在GIS中，可以通过点、线、面等要素的矢量数据来计算其之间的距离。
3.方位角量算：方位角量算是对地理空间对象之间的方向角进行计算的方法。
常见的方位角量算方法有方位角计算公式等。
在GIS中，可以通过点、线要素的矢量数据来计算其之间的方位角。
二、空间数据的统计分析方法1.面状数据的统计分析：对面状数据进行统计分析是研究地理空间对象在空间范围内的分布情况和特征的方法。
常见的面状数据的统计分析方法有面积统计分析、面积比例统计分析、分区统计分析等。
2.点状数据的统计分析：对点状数据进行统计分析是研究地理空间对象在空间位置上的分布情况和特征的方法。
常见的点状数据的统计分析方法有点密度统计分析、距离统计分析、聚类统计分析等。
3.线状数据的统计分析：对线状数据进行统计分析是研究地理空间对象在空间路径上的分布情况和特征的方法。
常见的线状数据的统计分析方法有长度统计分析、方向统计分析、曲率统计分析等。
三、GIS空间分析的应用场景1.环境保护：通过对空间数据的量算和统计分析，可以评估环境状况和监测环境污染等问题。
2.城市规划：通过对地理空间对象的量算和统计分析，可以评估城市土地利用情况、交通网络等，为城市规划提供科学依据。
GIS分析 第6章 空间统计学分析
如何选择空间插值方法？
5.4探索性空间数据分析ESDA
考察数据：利用统计学原理和图表结合对
空间信息的性质进行分析和鉴别，用以引导 确定性模型的结构和解法； “让数据说话”：先分析数据再建立模型； 以松散的非正式的方式分析数据
直方图
标准差 一分位数 中位数
偏度系数 峰度系数 QQ概率图 正态分布
空间统计分析方法：空间聚类
1
提取要素“2”的聚类结果
1、2 合并 b 3、4 合并 a
2、3 合并 c 1、4 合并 d
空间统计分析方法：空间自相关分析
3.空间自相关分析
研究地理空间中某空间数据与其周围数据间 的相似性及其相关程度，进而分析这些空间 数据在空间的分布特征； 当变量在空间表现出一定的规律性，而不是 随机分布，则存在空间自相关；
用周边相邻的部分样点值估计未知点的值；
估计值是邻近点的加权平均值，权值与距离
成反比；
N
Zˆ (S0 ) i (Si ) i 1
N
i 1
i 1
空间插值方法：确定性插值法 IDW ❖窗口的大小对内插的结果有决定性的影响:小窗口将增 强近距离数据的影响；大窗口将增强远距离数据的影响， 减小近距离数据的影响;
多项式拟合、样条曲面拟合 TIN、泰森多边形 反距离加权平均（IDW）插值 基于地统计的Kriging局部插值
空间统计分析方法：空间数据插值
5.3空间数据的采样
逼真性：要求采样点的数量和质量满足描 述、推估区域整体； 效率：要求使用尽量少的采样点，避免资 源的浪费； 空间数据采样是逼真性和效率的平衡！
空间统计分析方法：空间数据插值
5.1空间插值的基本原理
基本前提：空间自相关原理
第七章空间数据的统计分析方法
第七章空间数据的统计分析方法空间数据的统计分析方法是指利用统计学的方法对空间数据进行分析和解释的技术和方法。
在空间数据分析中，空间自相关性分析、空间插值、空间聚类以及地图分析等都是常见的统计分析方法。
本章将介绍空间数据的统计分析方法。
1. 空间自相关性分析：空间自相关性是指空间上相邻区域之间的相似程度。
空间自相关性分析可以通过计算空间数据的空间自相关指标来评估空间数据的空间分布特征。
常用的空间自相关指标包括Moran's I指数和Geary's C指数等。
Moran's I指数可以衡量空间数据的聚集程度和离散程度，范围为-1到1，正值表示正相关，负值表示负相关，0表示无相关。
Geary's C指数则可以衡量空间数据的相似度，范围也为0到1，值越接近1表示越相似。
2.空间插值：空间插值是指根据已知的地点数据推断未知地点数据的值。
在地理信息系统中，常见的空间插值方法有逆距离加权插值、克里金插值和样条插值等。
逆距离加权插值是一种简单的插值方法，它假设周围数据点对未知点的影响程度与距离的倒数成正比。
克里金插值则更加复杂，它通过拟合半变异函数来估计未知点的值。
样条插值是一种基于局部多项式拟合的插值方法，它可以生成平滑的曲面。
3.空间聚类：空间聚类是指根据空间数据的相似性将地理区域分组的过程。
常见的空间聚类方法有基于网格的聚类、基于密度的聚类和基于层次的聚类等。
基于网格的聚类将地理空间划分为网格单元，然后根据网格单元内部的数据特征进行聚类。
基于密度的聚类则将地理空间划分为高密度区域和低密度区域，根据区域内部的数据分布进行聚类。
基于层次的聚类则是根据距离或相似度对地理区域进行分层聚类。
4.地图分析：地图分析是指利用地图和空间数据进行分析的方法。
在地图分析中，常见的方法包括热点分析、缓冲区分析和网络分析等。
热点分析可以用来识别具有显著高于或低于平均值的区域，帮助分析空间数据的高度聚集性。
空间统计-空间自相关分析
空间自相关分析1.1 自相关分析空间自相关分析是指邻近空间区域单位上某变量的同一属性值之间的相关程度，主要用空间自相关系数进行度量并检验区域单位的这一属性值在空间区域上是否具有高高相邻、低低相邻或者高低间错分布，即有无聚集性。
若相邻区域间同一属性值表现出相同或相似的相关程度，即属性值在空间区域上呈现高（低）的地方邻近区域也高（低），则称为空间正相关；若相邻区域间同一属性值表现出不同的相关程度，即属性值在空间区域上呈现高（低）的地方邻近区域低（高），则称为空间负相关；若相邻区域间同一属性值不表现任何依赖关系，即呈随机分布，则称为空间不相关。
空间自相关分析分为全局空间自相关分析和局部空间自相关分析，全局自相关分析是从整个研究区域内探测变量在空间分布上的聚集性；局域空间自相关分析是从特定局部区域内探测变量在空间分布上的聚集性，并能够得出具体的聚集类型及聚集区域位置，常用的方法有Moran's I 、Gear's C 、Getis 、Morans 散点图等。
1.1.1 全局空间自相关分析全局空间自相关分析主要用Moran's I 系数来反映属性变量在整个研究区域范围内的空间聚集程度。
首先，全局Moran's I 统计法假定研究对象之间不存在任何空间相关性，然后通过Z-score 得分检验来验证假设是否成立。
Moran's I 系数公式如下：112111()()I ()()n nij i j i j n nnij i i j i n w x x x x w x x =====--=-∑∑∑∑∑(式 错误!文档中没有指定样式的文字。
-1)其中，n 表示研究对象空间的区域数；i x 表示第i 个区域内的属性值，j x 表示第j 个区域内的属性值，x 表示所研究区域的属性值的平均值；ij w 表示空间权重矩阵，一般为对称矩阵。
Moran's I 的Z-score 得分检验为：Z =式 错误!文档中没有指定样式的文字。
空间统计-空间自相关分析
空间自相关分析1.1 自相关分析空间自相关分析是指邻近空间区域单位上某变量的同一属性值之间的相关程度，主要用空间自相关系数进行度量并检验区域单位的这一属性值在空间区域上是否具有高高相邻、低低相邻或者高低间错分布，即有无聚集性。
若相邻区域间同一属性值表现出相同或相似的相关程度，即属性值在空间区域上呈现高（低）的地方邻近区域也高（低），则称为空间正相关；若相邻区域间同一属性值表现出不同的相关程度，即属性值在空间区域上呈现高（低）的地方邻近区域低（高），则称为空间负相关；若相邻区域间同一属性值不表现任何依赖关系，即呈随机分布，则称为空间不相关。
空间自相关分析分为全局空间自相关分析和局部空间自相关分析，全局自相关分析是从整个研究区域内探测变量在空间分布上的聚集性；局域空间自相关分析是从特定局部区域内探测变量在空间分布上的聚集性，并能够得出具体的聚集类型及聚集区域位置，常用的方法有Moran's I 、Gear's C 、Getis 、Morans 散点图等。
1.1.1 全局空间自相关分析全局空间自相关分析主要用Moran's I 系数来反映属性变量在整个研究区域范围内的空间聚集程度。
首先，全局Moran's I 统计法假定研究对象之间不存在任何空间相关性，然后通过Z-score 得分检验来验证假设是否成立。
Moran's I 系数公式如下：112111()()I ()()n nij i j i j n nnij i i j i n w x x x x w x x =====--=-∑∑∑∑∑(式 错误!文档中没有指定样式的文字。
-1)其中，n 表示研究对象空间的区域数；i x 表示第i 个区域内的属性值，j x 表示第j 个区域内的属性值，x 表示所研究区域的属性值的平均值；ij w 表示空间权重矩阵，一般为对称矩阵。
Moran's I 的Z-score 得分检验为：Z =式 错误!文档中没有指定样式的文字。
空间统计分析方法解读
霍乱病死者居住分布图(John Snow, 1854)
一. 探索性空间统计分析
基本原理与方法
应用实例
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。
/wiki/Waldo_R._Tobler
FLG的一般性: 自然地理、人文地理、社会经济
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不是随机 的。 经典统计：随机
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。
Patrick A.P.Moran （1917-1988）
如果是位置（区域）的观测值，则该变量的全局Moran指 数I，用如下公式计算
I n wij xi x x j x
1. 基本原理与方法
（一）空间权重矩阵
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
w11 w W 21 wn1 w12 w22 wn 2 w1n w2 n wnn
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。
统计学中的空间统计方法
统计学中的空间统计方法统计学是一门研究收集、整理、分析和解释数据的学科。
空间统计方法是统计学中的一个重要分支，它研究的是以地理区域为基础的数据模式和变异性。
本文将介绍几种常用的空间统计方法，并探讨它们在实际应用中的价值和局限性。
一、克里金插值法克里金插值法是一种用于空间数据插值和预测的统计方法。
它基于克里金理论，通过建立空间半变函数模型，将已知的观测点上的值插值到未知点上，从而推断未知地点的属性值。
克里金插值法在地质勘探、环境监测等领域得到广泛应用。
克里金插值法的优点是能够根据空间位置的接近程度进行权重分配，更加准确地估计未知点的属性值。
然而，克里金插值法也存在着一些局限性，如对数据的空间平稳性要求较高，对异常值敏感等。
二、空间自相关分析空间自相关分析是用于研究空间数据的相关性和空间依赖性的统计方法。
它通过计算空间邻近点之间的相关系数，来评估数据的空间分布模式。
常用的空间自相关指标包括莫兰指数和地理加权回归。
空间自相关分析可以帮助我们了解数据的空间趋势和空间集聚情况。
例如，在城市规划中，通过空间自相关分析可以确定某个特定区域的人口密度是否呈现出明显的空间集聚效应。
然而，空间自相关分析也需要注意空间尺度的选择和数据的平稳性等问题。
三、地形指数分析地形指数分析是一种基于地形数据的统计方法，用于表征地表形态特征和地理过程。
常用的地形指数包括高程指数、坡度指数和流量指数等。
地形指数分析能够提供关于地貌特征和水文过程的定量信息。
例如，通过高程指数可以判断区域的地势起伏程度，有助于土地利用规划和资源管理。
然而，地形指数分析也存在着对数据分辨率和精度要求较高的限制。
四、空间回归分析空间回归分析是一种用于建立空间数据之间关系的统计方法。
它将经典的回归模型拓展到空间领域，考虑了空间位置之间的相互影响。
常用的空间回归模型包括空间滞后模型和空间误差模型。
空间回归分析可以帮助我们理解空间数据之间的因果关系和空间影响。
例如，在经济学中，通过空间回归分析可以评估不同地区经济发展与邻近地区的相关性，为区域发展制定相关政策提供参考。
空间数据分析方法
空间数据分析方法
空间数据分析方法是指对于地理空间数据进行处理和分析的方法，它包括以下几种方法：
1. 空间统计分析：是指对地理空间数据进行统计学分析的方法，如聚类分析、因子分析、回归分析等。
2. 空间交互分析：是指对地理空间数据进行交互作用分析的方法，如空间关联分析、空间自相关分析等。
3. 空间插值分析：是指对地理空间数据进行插值处理的方法，如反距离加权插值法、克里金插值法、天顶角插值法等。
4. 空间模式分析：是指对地理空间数据进行模式分析的方法，如空间聚类分析、空间密度分析等。
5. 空间多元分析：是指对地理空间数据进行多因素分析的方法，如主成分分析、判别分析等。
6. 空间决策支持：是指对地理空间数据进行决策支持的方法，如空间优化模型、空间决策树等。
综上所述，空间数据分析方法在地理信息系统和遥感技术中得到了广泛应用，它能够有效地提高地理数据的分析、解释和应用能力。
空间数据分析
空间数据分析在当今数字化的时代，数据无处不在，而空间数据作为其中的一个重要组成部分，正发挥着日益关键的作用。
空间数据，简单来说，就是带有地理位置信息的数据，它可以是关于城市的建筑分布、道路网络，也可以是自然环境中的地形地貌、河流走向，甚至是我们日常生活中的店铺位置、公交站点等。
对这些空间数据进行有效的分析，能够为我们提供丰富的信息和深刻的洞察，帮助我们做出更明智的决策。
想象一下，城市规划师在规划新的住宅区时，如果能够对现有的土地利用、交通流量、公共设施分布等空间数据进行深入分析，就可以更合理地布局新的建筑，优化交通路线，确保居民能够享受到便捷的服务。
同样，在环境保护领域，研究人员通过分析森林覆盖、土壤类型、气候条件等空间数据，可以更好地制定保护策略，预防自然灾害的发生。
那么，究竟什么是空间数据分析呢？它是一种综合运用统计学、地理学、计算机科学等多学科知识和技术的方法，旨在从大量的空间数据中提取有价值的信息、发现模式和关系，并以直观易懂的方式呈现出来。
这不仅需要我们掌握专业的理论知识，还需要熟练运用各种工具和软件。
空间数据分析的方法多种多样。
其中，最基础的当属空间数据的采集和整理。
这就像是烹饪前准备食材一样，只有确保数据的准确性、完整性和一致性，后续的分析工作才能顺利进行。
在采集数据时，我们可以通过卫星遥感、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）等技术手段获取。
比如，通过卫星遥感图像，我们能够清晰地看到大面积的土地利用情况；利用 GIS 系统，可以将不同来源、不同格式的数据整合在一起，并进行预处理和标准化。
接下来是空间数据的描述性统计分析。
这包括计算数据的平均值、中位数、标准差等统计指标，以及绘制直方图、箱线图等图形，以便直观地了解数据的分布特征。
比如，我们想要了解某个城市不同区域的房价分布情况，通过描述性统计分析，就可以快速掌握房价的整体水平、波动范围以及异常值等信息。
空间数据分析还涉及到空间关系的分析。
空间分析的主要方法
空间分析的主要方法空间分析是地理信息科学中的重要内容之一，它是通过对地理现象的空间分布、空间关联和空间变化进行定量和定性分析，以揭示地理现象的内在规律和特征。
空间分析的主要方法包括地图分析、空间统计分析、空间模型分析和地理信息系统分析等。
下面将对这些方法进行详细介绍。
地图分析是空间分析的基础，通过地图的制作和解读，可以直观地表现地理现象的空间分布特征。
地图分析主要包括地图要素的识别、地图要素之间的空间关系分析和地图要素的数量化分析。
在地图要素的识别中，需要对地图上的各种地理要素进行识别和提取，包括地形、水系、土地利用、交通等要素。
在地图要素之间的空间关系分析中，需要研究地图要素之间的相对位置、距离和方向关系，以揭示它们之间的空间联系。
在地图要素的数量化分析中，需要对地图上的各种地理要素进行数量化描述和统计分析，以揭示它们的空间分布规律和特征。
空间统计分析是通过统计方法对地理现象的空间分布特征进行分析。
空间统计分析主要包括空间集聚分析、空间自相关分析和空间插值分析。
在空间集聚分析中，需要对地理现象的空间分布进行集聚程度的测度和分析，以揭示其集聚规律和特征。
在空间自相关分析中，需要对地理现象的空间相关性进行检验和分析，以揭示其空间相关性的程度和方向。
在空间插值分析中，需要对地理现象在空间上的分布进行插值估计和预测，以揭示其空间分布的连续性和变化趋势。
空间模型分析是通过建立数学模型对地理现象的空间关系进行模拟和预测。
空间模型分析主要包括空间回归模型、地理加权回归模型和空间自回归模型等。
在空间回归模型中，需要对地理现象的空间关系进行回归分析和模型建立，以揭示其影响因素和作用机制。
在地理加权回归模型中，需要对地理现象的空间关系进行加权回归分析和模型建立，以考虑其空间异质性和空间非独立性。
在空间自回归模型中，需要考虑地理现象的空间自相关性和空间依赖性，以建立相应的自回归模型和进行模拟预测。
地理信息系统分析是通过地理信息系统对地理现象的空间数据进行存储、管理、处理和分析。
ARCGIS空间统计分析讲课文档
2.1“分析模式”工具集
工具
描述
多距离空间聚类 分析（Ripley's K 函数）
确定要素（或与要素相关联的值）是否显示某 一距离范围内统计意义显著的聚类或离散。
平均最近邻
根据每个要素与其最近邻要素之间的平均距离 计算其最近邻指数。可从结果 窗口访问结果。
高/低聚类 空间自相关
应将避难场所设置在哪里？
第7页，共80页。
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 富裕区和贫困区是否或多或少地出
和地理加权回归 (GWR) Nhomakorabea911 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？
为什么在某些特定区域癌症发病率如此高？
为什么在一些地区的识字率很低？
美国是否有持续发生年轻人早逝的地方？原因是什么？ 第9页，共80页。
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。
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？
空间数据的统计分析方法
最后检验模型是否合理 或几种模型进行对比。
整理课件
13
主要内容
一 基本统计量 二 探索性空间数据分析 三 地统计分析 四 克里金插值方法 五 应用案例整理课件14一 基本统计量
平均数
集中趋势
中位数 众数
描述数据特征 的统计量
离散程度
分位数 偏度
整理课件
24
➢将数据分为若干 区间，统计每个区 间内的要素个数 ➢给出一组统计量 ➢检验数据是否符 合正态分布以及发 现离群值
整理课件
25
直方图
频率分布
用条形图表示，显示 了观察值位于特定区 间或组之内的频率。
汇总统计数据
通过描述统计数据位 置、离散度和形状的 统计量来概括数据
整理课件
26
探索性数据分析：直方图
半变异函数显示测量采样点的空间自相关。
变程
偏基台 块金
基台
变程:半变异函数的模型首次呈现水平状态的距离 块金:测量误差或小于采样间隔距离处的空间变化源 基台:半变异函数模型在变程整处理所课件获得的值（y 轴上的值）44
半变异函数/协方差云
➢每一个点代表一个点对 ➢空间距离越近，相关性越大 ➢发现离群值以及是否存在各 向异性
典型协方差函数的解析图
标识的是相关性
半变异函数和协方差函数之间的关系
在半变异函数和协方差函数关系： γ(si, sj) = sill - C(si, sj),
Sill为基台，使用两种函数中的任一种来执行预 测，一般采用半变异函数。
典型半变异函数的解析图
典型协方差函数的解析图
了解半变异函数：变程、基台和块金
通过采用红色和蓝色多边形中采样点的”值”来计算 局部值。
数据分析中的空间统计方法与案例分析
数据分析中的空间统计方法与案例分析随着大数据时代的到来，数据分析已经成为了各行各业中不可或缺的一部分。
而在数据分析的过程中，空间统计方法的应用越来越受到重视。
空间统计方法是一种通过考虑地理位置因素来分析数据的统计学方法。
本文将介绍几种常见的空间统计方法，并通过实际案例进行分析。
一、空间自相关分析空间自相关分析是一种用来检测数据中存在的空间相关性的方法。
它可以帮助我们了解数据的空间分布特征以及可能存在的空间聚集现象。
在进行空间自相关分析时，我们需要计算数据的空间权重矩阵，然后通过计算数据的空间自相关系数来评估数据的空间相关性。
以城市犯罪率为例，我们可以通过空间自相关分析来了解不同区域之间的犯罪率是否存在空间相关性。
通过计算犯罪率的空间权重矩阵，我们可以得到每个区域与周围区域的空间关系。
然后，通过计算犯罪率的空间自相关系数，我们可以判断犯罪率是否存在空间聚集现象。
二、地理加权回归分析地理加权回归分析是一种结合了空间自相关分析和回归分析的方法。
它可以帮助我们探索数据中的空间非平稳性，并对回归模型进行修正。
在进行地理加权回归分析时，我们需要考虑数据的空间权重矩阵，并将其纳入到回归模型中。
以房价预测为例，我们可以使用地理加权回归分析来考虑房价与周围环境的关系。
通过将房价的空间权重矩阵纳入到回归模型中，我们可以对不同区域的房价进行预测，并对回归模型进行修正，以提高预测的准确性。
三、空间插值分析空间插值分析是一种通过已知数据点来推断未知位置的数据值的方法。
它可以帮助我们填补数据缺失的空间位置，并进行空间分布的预测。
在进行空间插值分析时，我们需要考虑数据的空间自相关性，并选择合适的插值方法。
以气温预测为例，我们可以使用空间插值分析来推断未知位置的气温数值。
通过考虑气温的空间自相关性，并选择合适的插值方法，我们可以预测未来某个位置的气温，并对气温的空间分布进行分析。
综上所述，空间统计方法在数据分析中发挥着重要的作用。
空间统计学分析分析
缓冲区分析-空间统计-空间分析
缓冲区分析-空间统计-空间分析1.1缓冲区分析缓冲区分析是指以点、线、面实体为基础，选中一组或一类地图要素后，按设定的距离条件，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层，然后建立该图层与目标图层的叠加，从而实现数据在二维空间得以扩展。
根据缓冲区建立的条件，缓冲区建立的形态多种多样，常用的对于点状要素是圆形，但也有三角形、矩形和环形等；对于线状要素常用的有双侧对称、双侧不对称或单侧缓冲区；对于面状要素常用的有内侧和外侧缓冲区。
这些缓冲区形态各异，但是可以适合不同的应用要求，其建立的原理都是一样的。
缓冲区应用的实例有如：判断河流与疾病之间是否有关系，确定河流污染区域；分析危险品仓库一旦爆炸所涉及的范围；根据水源或栖息地分析野生动物的活动区域等。
1.1.1缓冲区分析基础缓冲区是一种因变量，是地理空间上目标的一种影响范围或服务范围在尺度上的表现，由所研究的要素的形态的变化而发生改变。
从数学的角度来看，缓冲区是给定空间对象或集合后，根据临域的半径或缓冲区半径，获得它们的领域。
对于一个给定的对象A，它的缓冲区可以定义为：（式错误！文档中没有指定样式的文字。
-1）P x x A r= { | d( , ) }其中d一般是指欧式距离，也可以是其它的距离，如曼哈顿距离、切比雪夫距离、闵氏距离等；r为邻域半径或缓冲区建立的条件。
1.1.2ArcGIS中的缓冲区分析操作步骤详述如下：步骤1：打开ArcMap，加载图层“village”和”River”。
该数据放在“C:\Example\Data\5.2BufferAnalysis”，同时在C盘下新建“C:\Example\Train\ 5.2BufferAnalysis”文件夹，用于存放结果数据。
图错误！文档中没有指定样式的文字。
-1 加载数据视图图错误！文档中没有指定样式的文字。
-2 布局视图其数据展示如下：图错误！文档中没有指定样式的文字。
-3 River数据示意图图错误！文档中没有指定样式的文字。
空间统计概述总结范文
空间统计是一种利用空间分析方法对地理现象进行定量描述和推断的统计学方法。
随着地理信息系统（GIS）和遥感技术的发展，空间统计在地理学、环境科学、城市规划等领域得到了广泛应用。
本文将从空间概率、概率密度、不确定性以及统计推断等方面对空间统计进行概述总结。
一、空间概率空间概率是指地理现象在空间分布上的概率，它遵循地理学第一定律。
在空间统计中，我们关注的是要素之间的空间相关性，即要素在空间分布上的相互依赖性。
例如，如果两个地区同时发生滑坡的概率高于其中一个地区与第三个地区同时发生滑坡的概率，那么这两个地区之间存在较强的空间相关性。
二、概率密度概率密度是指测量值的偏差在任意方向上都会出现一定的散布，而散布的概率理论上会形成正态分布的对称曲线。
在空间上，我们可以将这个分布想象成一个钟形，任何一个事件在任意区域发生的概率，就是这个钟表面在这个区域上的所占体积。
通过分析概率密度，我们可以了解地理现象在空间上的分布特征。
三、不确定性不确定性是空间统计中的一个重要概念，它来源于数据的不确定性。
了解数据中的不确定性，研究这些不确定性如何影响分析结果是空间统计研究的重要内容。
例如，地统计学采用随机过程来模拟插值的变异情况，从而降低不确定性对分析结果的影响。
四、统计推断统计推断是空间统计的核心内容，通过样本分析推理以求得到关于包括了样本在内的更大群体的结论。
与经典统计相比，空间统计在分析要素之间的相关性方面具有独特优势。
在空间分析中，我们通常在所有可获得的数据上进行操作，很少或几乎没有一个用于提取数据并进行推理的总体概念。
此外，我们认为每个样本观测值是相互依赖的，除非相距很远。
五、空间统计的主要内容1. 聚合：空间统计关注地理现象在空间上的整体性，通过对要素进行聚合分析，揭示地理现象在空间分布上的规律。
2. 整体性：空间统计强调地理现象在空间上的相互联系和影响，通过分析要素之间的空间相关性，揭示地理现象在空间上的整体特征。
第四章 空间统计分析
1 当区域i和j的距离小于d时 wij 其它 0
（二）全局空间自相关
衡量空间自相关的指标有Moran指数I、Geary系数C、 G统计量等，他们都有全局指标和局部指标两种。全 局空间关联指标用于探测某现象在整个研究区域的 空间分布模式,分析其是否有聚集特性存在。 Moran指数I是由 Moran于 1948年提出的 ,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。 由于 Moran指数不能判断空间数据是高值聚集还是 低值聚集 , Getis和 Ord于 1992提出了全局 G系数。 G系数一般采用距离权 , 要求空间单元的属性值为正。
S0 Wij
i 1 j n n
S1 Wij Wji
i 1 j 1
n
n
2
2
4 n xi x n n 2 S3 Wi. W .i k i 1 2 i 1 n 2 xi x n Wi.为空间相临权重矩阵i 行 W.i为i 列 j 1
第1节 探索性空间统计分析
一、基本原理与方法 （一）空间权重矩阵 （二）全局空间自相关 （三）局部空间自相关 二、应用实例 三、软件实现
一、基本原理与方法
空间自相关(Spatial autocorrelation)是指同一个变量在 不同空间位置上的相关性。目的在于检验空间单元与其 相邻的空间单元的属性间是否具相似性。 如何定义“相邻”？——空间权重矩阵 空间自相关分析可分以下 3个过程: 首先建立空间权重矩阵,以明确研究对象在空间位置上的 相互关系; 其次进行全局空间自相关分析,判断整个区域是否存在空 间自相关现象或集聚现象; 最后进行局部空间自相关分析,找出空间自相关现象存在 的局部区域。
GIS分析第6章空间统计学分析
GIS分析第6章空间统计学分析空间统计学是地理信息系统(GIS)中的一种分析方法，主要用于研究地理现象的空间分布规律以及地理现象之间的空间关联关系。
空间统计学分析提供了一种描述和解释地理现象的方法，可以帮助人们理解和预测地理现象的空间模式和变化趋势。
空间统计学的基本概念包括空间自相关、空间群集、空间分析、空间插值等。
空间自相关指的是地理现象之间的空间关联性，即地理现象在空间上的分布是否存在相关性。
空间群集是指地理现象在空间上的聚集或分散程度，用于描述地理现象的空间模式。
空间分析是对地理现象的空间特征进行定量评估和解释的过程，包括空间相关性和空间差异性的测量和模型构建。
空间插值是通过已知点的观测值推断未知点的值，用于填充数据空白区域或生成连续的表面。
空间统计学的主要方法包括空间自相关分析、空间群集分析、局部空间统计分析和空间插值分析等。
空间自相关分析用于研究地理现象之间的空间关联性，包括全局自相关和局部自相关。
全局自相关是通过计算整个研究区域内地理现象的相关性来评估地理现象的整体空间分布规律；局部自相关是通过计算每个地理现象邻近区域内地理现象的相关性来评估地理现象的局部空间分布规律。
空间群集分析用于研究地理现象的空间模式，包括空间聚集和空间分散。
空间聚集分析通过计算地理现象的相似性指数来判断地理现象是否聚集在一起；空间分散分析通过计算地理现象的离散性指数来判断地理现象是否分散。
局部空间统计分析用于研究地理现象的空间异质性，包括局部自相关和局部群集。
局部自相关分析通过计算每个地理现象邻近区域内地理现象的相关性来评估地理现象的局部空间关联性；局部群集分析通过计算地理现象的局部空间聚集程度来评估地理现象的局部空间模式。
空间插值分析用于推断未知点的值，包括确定性插值和随机插值。
确定性插值通过已知点的观测值进行插值，生成连续的表面；随机插值通过已知点的观测值进行随机抽样，生成概率分布。
在GIS分析中，空间统计学分析能够帮助人们更好地理解和使用地理数据，发现地理现象的空间规律和关联关系，为决策支持和空间规划提供科学依据。
空间统计知识点归纳总结
空间统计知识点归纳总结一、空间统计概念空间统计是利用空间数据来揭示空间数据的分布规律和空间关联性，以得出空间模式和空间变化规律的统计学方法。
空间统计主要包括空间数据的统计描述、空间数据的空间关联性分析、空间数据的空间模式分析等内容。
二、空间数据的统计描述1. 空间数据类型：空间数据可分为点数据、线数据和面数据三类。
点数据是指地理空间上的一个具体位置；线数据是由多个点按照一定顺序连接而成的线条；面数据是由多个点按照一定顺序连接而成的封闭图形。
2. 空间数据的属性统计：对空间数据的属性进行统计描述，包括均值、方差、标准差等。
3. 空间数据的空间集聚性分析：利用聚集指数、泰斯特指数等指标来描述空间数据的聚集性。
三、空间数据的空间关联性分析1. 空间数据的自相关分析：用于描述空间数据与自身在空间上的相关性，如Moran's I、Geary's C指数等。
2. 空间数据的空间异质性分析：用于描述空间数据的异质性，比如LISA（Local Indicators of Spatial Association）等方法来描述空间数据的异质性。
四、空间数据的空间模式分析1. 空间数据的空间聚类分析：用于描述空间数据的聚类模式，如K均值聚类、DBSCAN聚类、层次聚类等方法。
2. 空间数据的空间分布模式分析：用于描述空间数据的分布模式，如核密度估计、距离分布函数等方法。
五、空间统计方法1. 空间插值方法：用于根据少量采样点推断整个区域的属性值，如克里金插值、反距离插值等。
2. 空间回归方法：用于描述变量之间在空间上的相关性，如空间误差模型、空间Durbin 模型等。
3. 空间模式识别方法：用于识别空间模式，如空间聚类算法、空间分布模式描述算法等。
六、空间统计应用1. 地理信息系统（GIS）中的空间统计：用于描述和分析地理空间数据的分布规律和空间关联性。
2. 城市规划中的空间统计：用于评估城市空间结构和发展规划，如用核密度估计来评估城市空间密集度。