最新--ArcGIS10 空间统计工具介绍
ArcGIS中空间数据统计、插值
感谢聆听
在弹出的对话框中进行设置。
一般不进行 设置，以默 认网格大小 进行分析
选择保 存路径
1982年土壤TN含量插值图转换为栅格图层。 并按照以上方法将2019年土壤TN含量插值 图转换为栅格图层。
（2）制作动态变化图。
在栅格计算器中进行两个图层的代 数运算。
动态变化图制作成功，并按以上方法进 行图例修改、比例尺和指北针的插入等。
7.插值图的裁减
8.初步插值图
9.插值图的调整 （1）图例调整
9.插值图的调整
输入级
（1）图例调整
别间距
选择分 级数目
选择手工 输入方式
最后点 OK
9.插值图的调整 （1）图例调整
调整分级后 的插值图
由于打印中经常采用黑白打印，故需 调整图例颜色，使对比度明显。
单击，在出现 的对话框中选 择颜色或线条
4.空间插值
空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续 的数据曲面，它包括内插和外推两种算法。前者是 通过已知点的数据计算同一区域内其他未知点的数 据，后者则是通过已知区域的数据，求未知区域的 数据。
主要的内插方法有：
反距离加权（Inverse Distance Weighted） 全局多项式（Global Polynomial Interpolation） 全局多项式（Local Polynomial Interpolation） 径向基函数（Radial Basis Funtions） 克里格内插（ Kriging ）
空间插值的理论假设是：空间位置上越靠近的点，越可能 具有相似的特征值，而距离越远的点，其特征值相似的可能 性越小。空间插值方法正是依据该假设设计的，分为整体插 值方法和部分插值方法两类。
ArcGIS 10空间统计工具介绍
ArcGIS 10空间统计工具介绍Esri中国（北京）有限公司2011年8月本文档由Ｅｓｒｉ中国（北京）有限公司客户与合作伙伴支持部撰写，由Ｅｓｒｉ中国（北京）有限公司对相关技术内容负责。
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－－－－－－－－版本修订记录－－－－－－－－ ArcGIS 的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（传统的统计方法）在概念和目标方面可能存在相似性，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。
您可以使用空间统计工具箱中的工具对空间分布的显著特征进行归纳（例如，确定平均中心或总体方向趋势）、识别具有统计显著性的空间聚集（热点/冷点）或空间异常值、评估总体的聚集或离散模式，以及建立空间关系模型。
空间统计工具箱包含以下工具集：（1）分析模式工具集，用于评估要素（或与要素关联的值）的空间模式：聚集？离散？随机？（2）实用工具工具集，用于执行面积计算、最小距离评估、变量和几何的导出、空间权重文件的转换等；（3）度量地理分布工具集，用于判定中心在哪里？形状和方向如何？要素离散态势？（4）渲染工具集，用于渲染分析结果；（5）空间关系建模工具集，利用回归分析来建立数据关系模型，以及构建空间权重矩阵；（6）聚类分布制图工具集，用于标识具有统计显著性的热点、冷点或空间异常值。
借助空间统计，您可以完成以下任务：（1）汇总某一分布模式的关键特征；（2）标识具有统计显著性的空间聚集（热点/冷点）和空间异常值；（3）评估总体的聚集或离散模式；（4）建模空间关系。
ArcGIS10中有关空间统计分析的数学公式原理及工具操作汇总资料(170多页).
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ARCGIS空间统计
15
ArcGIS空间统计分析——空间关系建模
✓ 普通最小二乘法(OLS)
✓ 即多元线性回归，选择一个或几个自变量来对某个因变 量做出解释，探讨自变量和因变量之间的关系。
✓ 例如：探讨到地铁站的距离、周围购物中心数量、小区绿化率等 因素对于某城市的房价的影响。
✓ OLS模型的一般表达式为：
✓ ArcGIS、SPSS、Stata等软件均可以完成多元线性回归的任 务。ArcGIS只默认一种模式——进入，即所有的自变量 均进入最终的结果，而经典统计软件一般都有逐步回归 (Stepwise)的功能。
值。
高。
值的其他要素；类似地，具有低
值的要素排斥具有低值的其他要
素。
Peking University
第十四页，共25页。
14
ArcGIS空间统计分析——空间关系建模
✓ 回归分析是研究两个或两个以上的变量之间关系的一种统计方 法。
✓ 空间回归在经典统计回归分析中考虑了空间自相关性，通过空间 关系把属性数据与空间位置关系结合起来，空间回归可以更好的 解释地理事物的空间关系.
• 为什么要使用空间统计分析？
✓ 空间统计分析使我们更深入、定量化的了解 -空间分布 -空间聚集或分散 -空间关系
Peking University
第二页，共25页。
2
空间统计分析概述
• 我们能用空间统计分析做什么？
✓ 空间分布特征识别
• 根据气象站点的记录，冬季的盛行风行是什么？
• 地区人口中各种族的聚居分布中心在哪？各种族的空间隔 离度有多大？
✓ 高/低聚类的结果：P值较小且在统计上显著，当Z>0时，
高值在研究区聚类，聚集区为热点；Z<0，低值在研究区
ArcGIS空间统计知多少
+/-1.65
+/-1.96 +/-2.58
0.10
0.05 0.01
90%
95% 99%
Z得分 = 2.0
>= 95%
空间关系建模
空间回归在经典统计回归分析中考虑了空间自相关性，通过空 间关系把属性数据与空间位置关系结合起来： OLS（普通最小二乘回归） GWR（地理加权回归）
ArcGIS空间统计工具
healthcenter：疟疾是一种可治愈的疾病，所以对健康中心，医院的可达性和便利程度 也是影响疟疾发生的重要线性指标。有为1，无为0
总结
• 传统统计 VS 空间统计 • ArcGIS 空间统计：分布特征、分布模式、空间关系建模 • 强有力的补充：ArcGIS集成R语言
ArcGIS极客说
• • • • •
分布模式分析
位置 VS 属性 全局统计：从总体上判断要素的分布状态（集聚、分散）
空间自相关（Moran’I） 高低聚类（Getis-Ord General G）
局部统计：识别要素聚类或分散的位置和程度（热点、冷点）
聚类和异常值（Anselin Local Moran’I） 热点分析（Getis-Ord G*）
度量地理分布工具集
分 布 特 征 分 析
分析模式工具集
空 间 关 系 建 模
空间关系建模工具集
聚类分布制图工具集
分 布 模 式 分 析
3、ArcGIS集成R语言
R语言
• • • 用于统计计算和作图的语言 数据计算与分析的环境 大量的第三方功能包，开源
6000+ 聚类：cluster, mclust…… 分类：randomForest, tree, ctree 时间序列：timsac, ts，zoo 统计：anova, glm 图表：hist, pie, lattice, ggplot2
ArcGIS10.1产品介绍
小型工作组
• 特有的项目 • 分析、建模、 制图
个人专业化 • 集成和整合 • 共享 • 协同
大型组织和机构
ArcGIS体系与产品
ArcGIS产品体系
全方位的解决方案 可伸缩 可扩展
桌面
网页 移动
云
服务器 在线数据和服务
ArcGIS 桌面产品
ArcMap
ArcScene
ArcGlobe
ArcCatalog
ArcGIS for Windows Phone
•各种GIS功能 •各种Task •灵活扩展 •WP平台在线应用 •基于Silverlight •各种GIS功能，Task •灵活扩展
•Android平台在线应用
ArcGIS for Android
•基于Java •各种GIS功能，Task •灵活扩展
Maplex
ArcLogistics
Schematics
Workflow Manager
……
Tracking Analyst
ArcGIS 扩展模块
Spatial Analyst
高级栅格数据处理及建模 整合了栅格和矢量的分析工具 为所有ArcGIS的应用添加分析功能的扩展产品
•从矢量要素生成栅格 •从点要素生成密度图 •从离散点生成连续表面
Globe Services
GeoCoding Services
GeoData Services
Analysis & Modeling Services
Image Services
Open OGC Services
服务
创建、管理
• 桌面
ArcGIS Server 产品级别
ArcGIS Server 产品扩展
ArcGIS10中有关空间统计分析的数学公式原理及工具操作汇总资料(170多页)
等角投影
等角投影保留局部形状。 要保留描述空间关系的各个角， 等角投影必须在地图上显示以 90 度 角相交的垂直经纬网线。 地图投影通过保持所有角不变来加以实现。 缺点是由一些弧线围起来 的区域将在此过程中发生巨大变形。地图投影无法保留较大区域的形状。
等积投影
等积投影保留所显示要素的面积。为此，形状、角和比例等其他属性将发生变形。在等积投影 中，经线和纬线可能不垂直相交。有些情况下，尤其是较小区域的地图，形状不会明显变形， 且很难区分等积投影和等角投影，除非加以说明或进行测量。
此图显示了构成经纬网的经线和纬线。
通常，经度和纬度值以十进制度为单位或以度、分和秒 (DMS) 为单位进行测量。维度值相对于赤道 进行测量，其范围是 -90° （南极点）到 +90° （北极点）。经度值相对于本初子午线进行测量。其 范围是 -180° （向西行进时）到 180° （向东行进时）。如果本初子午线是格林尼治子午线，则对 于位于赤道南部和格林尼治东部的澳大利亚，其经度为正值，纬度为负值。 用 X 表示经度值并用 Y 表示纬度值可能会有帮助。这样，显示在地理坐标系上定义的数据就如同 度是线性测量单位一样。此方法与普通圆柱投影基本相同。 了解有关普通圆柱投影的详细信息 尽管使用经度和纬度可在地球表面上定位确切位置，但二者的测量单位是不同的。只有在赤道上，一 经度所表示的距离才约等于一纬度所表示的距离。 这是因为， 赤道是唯一一条长度与经线相同的纬线。 （其半径与球面地球半径相同的圆称为大圆。赤道和所有经线都是大圆。） 在赤道上方和下方，用来定义纬度线的圆将逐渐变小，直到最终在南极点和北极点处变为一个点，所
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集重合点。 “空间统计”工具集
利用ARCGIS进行空间统计分析报告
§12. 使用ArcGIS进行空间统计分析一、软硬件环境软件：ArcGIS 8.0版本以上，需要具有Geostatistics模块的许可；硬件：目前主流配置即可。
二、软件及数据的准备本例以ArcGIS 9.0为软件平台，对甘肃省30年平均降水进行空间插值的。
（1）打开ArcGIS 9.0，并把Geostatistics模块加载上。
首先在工具>扩展中将相应模块选中，如图1。
图1其次，在工具条上点击右键，把Geostatistical Analyst选中，如图2。
图2（2）数据准备本例需要的是各个气象站点和观测数据，所以首先需要各个气象观测站的点图层，各个站点30年观测的平均降水量、蒸发量以及该站点的海拔高程作为属性数据，附在上述点图层上。
因为是对甘肃省省域内气候进行插值，因此还必须有甘肃省的省界。
并过数据加载按钮将上述数据加载上，如图3所示。
图3（3）分析数据框架设定在Layers上右击，点击属性，选择数据框架（Data Frame）面板，然后将甘肃省边界图层作为分析时显示的数据框架（即只显示省内区域）。
如图4：图4三、探索性空间数据分析（ESDA）空间插值的模型和方法有很多，通过探索性空间数据分析，目的是寻找数据内在的规律性，再根据这些规律寻找适合的空间插值模型；或者通过数据变换（例如常见的COX－BOX变换、对数变换），使原来不适合于插值的数据可以进行插值。
对于ESDA可以说是一门学问，这里简单介绍，Geostatistical Analyst所带的几种方法，如图5。
图51、直方图点击Histogram，然后在右下选择需要分析的属性，则就显示直方图分布情况，并在右上角给出各种相关的统计指标，图6。
图6在左下方的下拉框可以选择直方的数量，变换方法，软件提供了两种：LOG和Cox-Box。
2、正则QQ图（Normal QQPlot）图73、趋势分析（Trend Analysis）同样选择合适的属性，作为Z轴，空间坐标作为XY轴，则分析该属性的三维分布趋势，图8。
ESRI ArcGIS 10.x新版本重要新功能、新特性汇总,对工作带来的意义
ESRI ArcGIS 10.x新版本重要新功能、新特性汇总一、切片服务性能全面提升（1）功能简介在arcgis 10.1版本中新增Image services缓存功能，在arcgis 10.2版本中新增了CachingController服务，提高了多个切片任务同时提交的稳定性。
在ArcGIS Server 服务列表的的System文件夹预先配置了一个CachingControllers服务，这个服务管理CachingTools正在处理的所有的任务。
当多个服务发布人员同时提交缓存作业时，这个服务可以防止服务器负担过重在arcgis 10.3版本中新增一种紧凑切片存储格式（V.2）2），用于提升切片服务使用性能。
这种新格式减少了切片目录中创建的文件数量。
通过在.bundle 文件中包含切片索引信息（.bundlx 文件）来实现。
（2）对实际工作的影响和意义现有的所有图形数据（矢量数据、影像数据）都是未做切片的，导致数据调用速度一直较慢。
新版本中加强了了生产切片的效率以及切片的访问速度，通过该技术进行数据切片，能够大幅提升所有系统对图形数据的调用速度，从而增加系统的可用性，并且降低服务器的压力。
二、增强对OGC规范的支持（1）功能简介在arcgis 10.1版本中新增OGC的WPS (Web Processing Service)和WMTS (Web Map Tile Service)规范的支持，WPS定义了如何在Web上提供地理空间处理服务的规范，可以和ArcGIS Server地理处理服务结合在一起工作。
WMTS定义了使用缓存图片提供数字地图服务的规范，通过ArcGIS Server缓存地图服务自动提供。
在arcgis 10.3版本中新增OGC规范的WFS 2.0，WMS高程，OGC WMS 细粒度的操作支持。
支持WFS 2.0使用ArcGIS for Server 创建或者托管的WFS 服务支持WFS 2.0 规范。
ARCGIS空间统计分析
ARCGIS空间统计分析空间统计分析是利用地理信息系统（GIS）技术对空间数据进行统计分析和空间模式分析的过程。
它可以帮助我们揭示地理现象的空间分布规律、探索地理现象之间的关联性，进而为决策提供依据。
而ARCGIS作为一款功能强大的GIS软件，为空间统计分析提供了丰富的工具和功能。
首先，在ARCGIS中进行空间统计分析，我们需要明确研究的问题和目标。
例如，我们可能想要了解一些地区人口分布的空间模式以及其与其他地理现象的关系。
在确定研究问题后，我们可以使用ARCGIS中的空间统计工具进行分析。
距离分析是一种常见的空间统计分析方法，用于度量地理要素之间的距离和接近程度。
ARCGIS中的距离工具可以计算地理要素之间的最短路径、最近邻等距离指标。
通过距离分析，我们可以了解地理现象之间的空间关系，比如其中一地区的商店分布离居民区的距离远近。
空间插值是一种用于推断未知地点值的方法，通过已知的点数据生成连续的表面。
ARCGIS中的空间插值工具可以根据已有的点数据生成等值线图、栅格图像，帮助我们了解地形、气象等现象的空间分布。
空间点模式分析是一种用于检测地理要素分布的随机性或非随机性的方法。
ARCGIS中的空间点模式工具可以通过计算统计指标（例如点密度、聚集程度等）来识别点数据的空间模式。
通过空间点模式分析，我们可以判断其中一现象的分布是随机还是具有一定的规律性。
空间回归分析是一种用于揭示地理现象之间关联关系的方法。
ARCGIS中的空间回归工具可以进行空间权重矩阵的构建、空间自相关分析等。
通过空间回归分析，我们可以确定其中一地理现象在空间上的影响范围，进一步理解地理现象之间的关系。
除了上述方法，ARCGIS还提供了许多其他的空间统计工具，如空间聚类、空间揭示等。
通过这些工具，我们可以进行更加深入全面的空间统计分析，为决策提供科学的依据。
总之，ARCGIS为空间统计分析提供了丰富的工具和功能，能够帮助我们揭示地理现象的空间分布规律、探索地理现象之间的关联性，为决策提供科学依据。