探索性空间分析(ESDA)与空间自相关分析

如题所述

一、揭示空间数据的探索性分析艺术


探索性空间数据分析(ESDA),如同侦探揭示案情的工具箱,它揭示数据分布的模式、异常和依赖关系。ESDA的可视化手段,如直方图、箱线图和QQ图,为我们揭示数据的分布规律。数据分布的检验,通过直方图与正态QQ Plot,帮助我们理解数据的常态分布;离群值的探索,直方图、半变异/协方差云图和Voronoi图,犹如寻找数据海洋中的钻石。


趋势面分析揭示空间分布变化与潜在的趋势偏差,而空间自相关则探讨区域间的关联性和变异方向。地统计方法深入研究随机性和结构性的空间现象,变异函数则作为推算未知点值的基石。在空间自相关分析中,Moran's I衡量全局关联,而局部版本如Moran散点图和Local Geary's C则捕捉局部细节。


二、地统计的时空探索


地统计方法聚焦区域化变量与空间相关性的探究,通过变异函数,分析空间分布的结构和相关性。它不仅仅是理论,而是实践中的关键工具,帮助我们理解数据的复杂动态。


三、揭示空间秘密的密码:空间自相关


空间自相关的核心在于定义和量化邻近关系,通过空间权重矩阵,我们衡量距离与相关性的交织。无论是全球的Moran's I,还是局部的LISA,它们都揭示了空间现象的关联模式。LISA的独特之处在于它能发现局部的、可能被全局忽视的关联性,揭示空间异质性,并标记出异常点和潜在影响区域。


Moran散点图则以直观的方式解读四种空间联系形式,为深入分析提供了清晰的路径。然而,全局自相关性的概括可能忽视空间异质性,这时局部分析就显得尤为重要。运用诸如Getis-Ord General G聚类、Aneslin Local Moran's I以及GeoDa等工具,我们可以进行细致的冷热点分析。


对这些工具的掌握,需要至少30个要素的样本支持,而ArcGIS/ArcGIS Pro则是空间自相关分析的强大伙伴。想要进一步探索,可从相关网站获取Python/R/Stata/MATLAB等编程语言的支持,开始你的数据探索之旅。

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