空间统计实验报告

南阳师范学院

本科学生实验报告

姓名院（系）

专业班级13级10班

实验课程名称空间统计分析

指导教师及职称范红艳讲师

开课时间2013 至2014 学年二学期

南阳师范学院教务处编印

实验名称目录

实验一：使用默认参数创建表面

实验二：浏览数据

实验三：绘制臭氧浓度图并进行模型比较

实验四：对臭氧超出临界阈值的概率进行制图实验五：

实验六：

实验七：

实验八：

实验九：

实验十：

。

8在图层属性对话框中，单击符号系统选项卡。

9在显示对话框中，单击数量，然后单击分级色彩。

10在字段框中，将值设置为OZONE。

11选择“黑色到白色”色带，以便这些点可以在本教程将要创建的颜色表面之上凸显出来。符号系统对话框应如下所示：

12单击确定。

请注意，最高的臭氧值出现在加利福尼亚州的中央峡谷(Central Valley) 地带，而最低值则出现在海岸沿线。数据制图是探索数据和详细了解要进行建模的现象的第一步。

保存地图文档

1在主菜单上，单击文件>保存。

2浏览至工作文件夹（例如，可创建下列文件夹来存储工作：C:\Geostatistical Analyst Tutorial）。3在文件名文本框中，输入Ozone Prediction Map.mxd。

4单击保存。

您需要提供地图名称，因为这是对地图的第一次保存。以后保存ArcMap文档时，只需单击保存即可

使用默认选项创建表面

1单击Geostatistical Analyst工具条上的Geostatistical Analyst箭头，然后单击地统计向导。2在方法列表框中，单击克里金法/协同克里金法。

3单击源数据集箭头，然后单击O3_Sep06_3pm。

4单击数据字段箭头，然后单击OZONE属性。

5单击下一步。

默认情况下，普通（克里金法）和预测（地图）在对话框中处于选中状态。选择臭氧表面的制图方法之后，即可单击完成来使用默认参数创建表面。不过，步骤 6 至10 会向您展示其他对话框。在该向导的每一步中，可通过拖动内部面板（窗口）之间的分界线来调整它们的大小。

6单击下一步。

将显示半变异函数/协方差模型，这样便可检查测量点之间的空间关系。您可假设距离较近的事物比距离较远的事物更相似。通过半变异函数可探索该假设。通过拟合半变异函数模型来获得数据中空间关系的过程被称为变异分析。

单击下一步。

十字光标显示没有测量值的位置。要预测出十字光标处的值，可利用已测量位置的值。您知道，对于尝试预测未测量位置的值而言，距它最近的已测量位置的值与其最为相近。下图中为红点赋予的权重（或对未知值的影响）将大于绿点，因为红点更接近预测位置。通过使用周围的点以及之前拟合出的半变异函数/协方差模型，可预测出未测量位置的值

9单击下一步。

交叉验证图让您了解模型对未知位置的值所做预测的准确程度。

10单击完成。对话框用于汇总与创建输出表面所用方法（及其相关参数）有关的信息

11单击确定。预测的臭氧地图以置顶图层的形式添加到内容列表中。

12在内容列表中双击图层打开图层属性对话框。

13单击常规选项卡，将该图层名称更改为Default Kriging，再单击确定。

更改该图层名称有助于将该图层与练习 4 中将要创建的图层相区别

14单击标准工具工具条上的保存按钮，保存您的工作。请注意，插值延伸到海洋里，这是因为图层范围与输入数据(O3_Sep06_3pm) 的范围相同。

15要将预测表面的范围限制在加利福尼亚州之内，可右键单击Default Kriging图层，然后单击属性。

16单击范围选项卡。

17单击将范围设置为箭头-> 矩形范围ca_outline -> 确定。插值区域会扩展以覆盖整个加利福尼亚州。

18右键单击内容列表里的图层数据框，单击属性，然后单击数据框选项卡。

19单击裁剪选项箭头，选择裁剪至形状，然后单击指定形状按钮。

20在数据框裁剪对话框中，单击要素的轮廓按钮，单击图层箭头，然后单击ca_outline。

21单击确定，然后再次单击确定。预测的表面被裁剪，从而不会显示州界以外的数据，而是显示整个州内的区域

22将O3_Sep06_3pm 图层拖动至内容列表的顶部。从视觉上判断Default Kriging 图层表达臭氧测量值的准确程度。一般来说，高臭氧预测值同样会出现在测得高臭氧浓度的区域里吗？在练习3 和4 里，您将了解到从数量上判断模型执行情况的方法以及两个模型的比较方法。

23右键单击内容列表中的Default Kriging图层，然后单击验证/预测。

这将打开“GA 图层至点”地理处理工具，同时将Default Kriging 图层指定为输入地统计图层

24输入地统计图层应会自动设置为Default Kriging。对于观测点位置，导航至含有该教程所用数据的地理数据库，然后单击ca_cities 数据集。保持要验证的字段为空，因为我们只想生成对主要城市的臭氧预测，并不想使用测量值来验证预测值。对于输出点位置处的统计数据，导航至为输出创建的文件夹并将输出文件命名为CA_cities_ozone.shp。

。

5在视图设置下将搜索方向的角度从0 更改为61.35，以便方向指针与各向异性椭圆的短轴重合. 注意：半变异函数曲线的形状更加快速地增大到其基台值。由于x 坐标和y 坐标以米为单位，所以该方向上的变程接近110 千米。

6在视图设置下将搜索方向的角度从61.35 更改为151.35，以便方向指针与各向异性椭圆的长轴重合。

7单击下一步。

搜索邻域

1单击“表面预览”以选择预测位置（十字光标所在处）。注意在要用于计算预测位置的值的数据位置

（连同其关联的权重）的选择中发生的变化。

2为完成本练习，请在预测值下，对X输入66000，对Y输入-220000。

3将从变异函数中复制更改为False，然后在角度文本框中输入90。注意搜索椭圆的形状是如何变化的。不过，要考虑方向影响，则需将“从变异函数中复制”控件改回True。

4单击下一步。将显示“交叉验证”对话框。

交叉验证

1单击正态QQ 图选项卡以显示QQ 图。

2在“正态QQ 图”选项卡中，您将看到一些值位于线的略微偏上的位置，一些值位于线的略微偏下的位置，但大部分点都离直虚线非常近，这表明预测误差近似服从正态分布。要选择特定点的位置，请单击与表中的感兴趣点相关的行。所选择的点在QQ 图中显示为绿色

3或者，单击导出结果表按钮保存点要素类，以便对结果作进一步分析。

4单击完成。

5单击确定。预测的臭氧图将在ArcMap 中显示为最上面的图层。默认情况下，该图层使用用于生成表面的插值方法的名称（例如，Kriging）。

6单击图层的名称，然后将名称更改为Trend Removed。

7要扩展预测表面使其涵盖整个加利福尼亚，请右键单击Trend Removed图层，然后单击“属性”，再单击“范围”选项卡。在“将范围设置为”下，指定ca_outline 的矩形范围，然后单击确定。

8将O3_Sep06_3pm 图层拖到内容列表的顶部，这样便可以看到插值表面上面的点。

9右键单击所创建的Trend Removed图层，然后单击将输出更改为预测标准误差。

10右键单击所创建的Trend Removed图层，然后单击将输出更改为预测以返回臭氧预测图。

11在“标准”工具条上，单击保存。