空間統計筆記之三(度量地理分布工具集,Measuring Geographic Distributions)


Center Feature

  • 工具簡介

該工具可以從輸入的要素中找出距其他要素距離之和最小的要素,將其寫到輸出要素類中。例如想在城區建立一個新的劇院,可以從所有的街區中來找中心要素,並且可按人口權重進行計算,即可得到距其他所有街區通行代價最小的位置作為候選地址。

  • 主要參數

  Input Feature Class:輸入的矢量要素類,一般是點類型;對於線類型或面類型的要素,則取他們的質心進行計算;如果是多部件的點、線、面,則取它們的權重中心,點的權重都為1,線的權重取長度,面的權重取面積;

  Output Feature Class:輸出中心要素的要素類;

  Distance Method:默認為歐幾里得距離;歐幾里得距離:計算平面上兩點之間的直線距離;曼哈頓距離:計算兩點之間兩個直角邊的距離之和;解釋見另一篇博文http://www.cnblogs.com/gisangela/archive/2012/10/22/2734176.html

  Weight Field:數值型字段,計算每一個要素到其他要素距離時進行加權;

  Self Potential Weight Field:計算要素自身時,設置的權重或距離字段;

  Case Field:進行分類的字段,分類后每一組的要素會分別計算其中心要素,字段可為整型、日期型或字符串型。

  • 輸出結果解析

  輸出包含一個或若干個中心要素的要素類。

     

Directional Distribution

  • 工具簡介

  工具可以反映要素的分布中心、離散趨勢以及擴散方向等空間特征。

  • 主要參數

  Ellipse Size:1 STANDARD DEVIATION包含中心周圍68%的要素個數;2 STANDARD DEVIATION包含周圍95%的要素個數;3 STANDARD DEVIATION包含周圍99%的要素個數;

  Weight Field:在計算時引入的一個數值型字段,例如用一個交通事故等級的字段作為權重字段,橢圓不僅可以反映事故的空間分布特征,還可以反映交通事故的嚴重程度;

  Case Field:對要素進行分組,對每組內的要素分別計算標准差橢圓。

  •  輸出結果

  輸出結果的要素類中包括CenterX, CenterY, XStdDist, YStdDist, Rotation幾個字段,分別代表平均中心的坐標,橢圓長軸和短軸的長度,以及長軸和正北方向的夾角。長軸可以反映離散程度較大的方向,短軸可以反映聚集程度較高的方向。可以對犯罪事件進行分析,可以發現作案的趨勢特征,酒吧或作案場地等;也可以分析污染物擴散的方向特征等等。下圖為通過該工具得到的中國方言分布圖,每個橢圓代表每種方言的分布范圍:

   

           

    

 Linear Direction Mean

  • 工具簡介

  該工具計算輸入所有線的平均角度,可以反映整體要素的一個主方向。例如,可以使用該工具反映物種的遷徙方向,冰川的運動方向等。

  •  主要參數

  Input Feature Class:輸入的矢量要素類,必須是線類型;

  Output Feature Class:輸出的線要素類;

  Orientation Only:默認不勾選則不考慮線的起點和終點,只考慮方向;勾選的話會考慮線的起點和終點,如果是曲線,則不考慮中間節點,僅計算起始點;

  Case Field:對要素進行分組計算,字段類型可以為整形、日期型和字符串型。

  •  輸出結果

  輸出的線要素類中包含以下字段CompassA(線與正北方向的順時針角度)、DirMean(線與正東方向逆時針角度)、CirVar(變異指數)、AveX(線中點即平均中心的X坐標)、AveY(線中點即平均中心的Y坐標)、AveLen(線的長度及所有輸入線的平均長度)。其中變異指數反映的是輸入所有線要素的離散程度,在0到1之間變化。如果線的方向幾乎一致,則該指數越接近於0,反之越接近於1。

Mean Center

  • 工具簡介

  該工具可以計算出所有要素的XY坐標的平均值或加權平均中心,可以由該工具得到地理平均中心或者考慮各個城市人口數量的人口中心在哪里,也可以展示不同時間中心的變化情況。

  • 主要參數

  Weight Field:計算加權平均中心時指定的數值型字段;

  Case Field:對要素進行分組的字段,分組后會得到多個平均中心;

  Dimension Field:希望求平均值的其他數值型的屬性字段,會寫入到屬性表中。

  • 輸出結果

  輸出結果為點類型的要素,同時會把XY坐標的平均值寫入到屬性表中。下圖為設置了權重字段和分類字段的人口中心變化圖,可以看到人口的中心在不斷地向南遷移。

     

 Median Center

  • 工具簡介

  該工具會計算所有輸入要素坐標的中位中心,生成一個新的點,該點距所有輸入要素的距離之和為最小。

  • 主要參數

  Weight Field:計算加權平均中心時指定的數值型字段;

  Case Field:對要素進行分組的字段,分組后會得到多個平均中心;  

    Attribute Field:希望求平均值的其他數值型的屬性字段,會寫入到屬性表中。

  •  輸出結果

  輸出結果為點類型的要素,同時會把中位中心的XY坐標寫入到屬性表中。與Mean Center工具相比,該工具能夠更好地反映對象的中心趨勢,不會因為空間范圍邊緣一些權重比較低的要素而令中心發生移動。(中位數的算法即將要素按大小排序,位於1/2處的值即中位數)。

Standard Distance

  • 工具簡介

    該工具可以反映要素在平均中心周圍聚集或的離散趨勢。

  • 主要參數

  Input Feature Class:輸入的矢量要素類,一般是點類型;對於線類型或面類型的要素,則取他們的質心進行計算;如果是多部件的點、線、面,則取它們的權重中心,點的權重都為1,線的權重取長度,面的權重取面積;

  Output Standard Distance Feature Class:輸出的方向橢圓;

  Ellipse Size:1 STANDARD DEVIATION包含中心周圍68%的要素個數;2 STANDARD DEVIATION包含周圍95%的要素個數;3 STANDARD DEVIATION包含周圍99%的要素個數;

  Weight Field:在計算時引入的一個數值型字段,從而獲得權重中心和半徑;

  Case Field:對要素進行分組,對每組內的要素分別計算標准差圓。

  •  輸出結果

  輸出結果的要素類中包括平均中心的XY坐標以及圓的半徑。可以用該工具對不同類型的犯罪案件生成標准差圓,比較半徑來反映其緊湊程度,可以有效地幫助公安部門派遣巡邏車輛;也可以度量不同時間的分布變化情況。


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