ArcGIS的地统计分析实验报告

1、实验二、ArcGIS的地统计分析实验目的：全面了解ArcGIS的地统计分析，学会探索性空间数据分析工具的使用，学习空间差值方法的思维和应用。实验内容：熟悉探索性空间数据分析的直方图、QQ分布图、趋势分析、Voronoi图、半变异函数与协方差云、交叉协方差云；了解空间差值中的确定性差值方法、克里金插值法、ArcGIS10新增的差值方法实验过程：1.探索性空间数据分析直方图是对采样数据按一定的分级方案进行分级，统计采样点在各个级别中的个数或占总采样数的百分比，并通过条带图或柱状图表示出来，显示了数据集的频率分布，并汇总统计数据，用来检验数据分布和寻找数据离群值。在ArcMap中加载Geostati

2、sticalAnalyst工具条，在ArcMap的内容列表中，添加“练习.shp文件，单击“GeostatisticalAnalyst”“探索数据直方图”，可在直方图对话框中选择相应的栏数和显示数据的字段。EsplcreDjebgSdbEetFeaUirK-.函Hisbayam回NormalQPlnt0VanxioiMapgMTa*idtNP|:StiDrrattn-rdnrneAmmrrawv|Geattafetkal崗恥寸HeI#SIiiard増ITrendAnalysis辽血晞驭小心vsrhrcEidoud回GmrHQQPlcrt7Oas-KOTijnanctClaud图一直方图QQ分布

3、图分为正态QQ分布图和常规QQ分布图。正态QQ图上的点可指示数据集的单变量分布的正态性,将数据集与标准正态分布进行比较，如果数据是正态分布的，点将落在45参考线上，如果数据不是正态分布的,点将会偏离参考线。在ArcMap的内容列表中，添加练习shp文件，单击GeostatisticalAnalyst”-“探索数据”“正态QQ图”，可采用“log”对需要的数据进行转换。NormalQQPiotCutSMI-Lb图二QQ分布图“log”使用变化前后I-TrinsftiTnBlKiriTrarifltfmatkkn.HomrDmUy5r：TnsnsiamiaiMnrrmrfnrrnalwin-常规Q

4、Q图利用两个数据集中具有相同累积分值的数据值来做图。在ArcMap的内容列表中，添加“练习”.shp和“练习2”.shp文件，单击“GeostatisticalAnalyst”-“探索数据”-“常规QQ图”，分别选择两个图层的相应字段。SCHJTfflSLayer:attribute;CialHSolfcmfl:蜒习2寸|面穆7LSSF；AttnI?ute;2咗同*SUnpe.rM*IIII图三常规QQ图趋势分析：用一个三维视图来探察空间数据。将样品点的值分别投影到X、平面和Y、平面上形成散点图。通过这些散点可以做出一条最佳拟合线，并用它来模拟特定方向上存在的趋势。若拟合线是平的，则不存在趋势

5、;如果拟合线不是平的，说明数据存在某种趋势。在ArcMap的内容列表中，添加“练习”.shp文件，单击“GeostatisticalAnalyst”“探索数据”“趋势分析”，打开“趋势分析”对话框，在“旋转”下拉框中选择“图形”或者“位置”，拖动右侧滑块可任意改变投影视角。Hxaia:LiKa&arg|Gr-aphOjticnssflirrpl&M円吓口就DauTrEdEFrcrpcbcnsariaiipxCMiaPuisLwaUon;DIQGraphHoriMntaj：I2P*MtirlKai!LL.5i：FMilLIIIHIIT图四趋势分析Voronoi图是根据样点周围的点创建一系列的多边

6、形。Voronoi多边形创建后,每个多边形内有一个样品点，多边形内任一点到该样品点的距离都小于其他多边形内的点到该点的距离。在ArcMap的内容列表中，添加“练习”.shp和“练习2”.shp文件，单击“GeostatisticalAnalyst”“探索数据”Voronoi图叼LegendrropeniesType:ClipLayer:53.33:17+7.21747.2;1842.4DataSourceLayer:加2AddtoLayout图五Voronoi图5）半变异函数与协方差云半变异函数与协方差云工具用来检查空间自相关和方向变化。只有空间相关，才有必要进行空间插值。如果半变异函数中的点

7、对构成一条水平的直线，则数据可能不存在空间自相关。在ArcMap的内容列表中，添加“练习”.shp文件，单击“GeostatisticalAnalyst”“探索数据“半变异函数与协方差云，打开“半变异函数与协方差云”对话框，在“显示搜索方向”区域，改变“角度方向”和“角度容差”浏览半变异函数云的某个方向子集。r挣示：击家訴尸刃卜和n词声行直弭半賈咏科恤方菱去面H55WJ37.D图六半变异函数与协方差云（6）使用交叉协方差云工具检查协方差表面是否对称以及交叉协方差值在各个方向上是否类似。如果发现在隔离的位置或研究地点的受限区域内存在异常的交叉协方差值，则需要采取一些操作,如去除数据趋势或者在对数

8、据进行插值之前将数据分割为不同的图层。在ArcMap的内容列表中，添加“练习”.shp和“练习2.shp文件，单击“GeostatisticalAnalyst”“探索数据“交叉协方差云”。图七交叉协方差云.t加到布鸟JL示永素方向鬥its心：檯P单击毗朋1_蓟可退疔迓掾-差表曲.幅S3TAT；h.15*osSrooeinn*ozow*HPR4：9知馱小:歩恂0口;2.空间插值在ArcGISlO中，将空间插值方法分为确定性插值方法和地统计法两大类。（1）确定性插值方法根据相似程度或平滑程度使用测量点创建表面。全局多项式插值法依据多项式来拟合一个光滑的数学表面，它代表了一个采样区的数据分布，是种粗

9、尺度的表面插值。在ArcMap的内容列表中，添加“练习2.shp,单击“GeostatisticalAnalyst”“地统计向导，打开“地统计向导”对话框，在Methods列表框中选择“GlobalPolynomialInterpolation，在SourceDataset下拉框中选择“练习2,在DataField下拉框中选择“MJ，单击下一步按钮，在Orderofpolynomial下拉框中选择多项式的阶数，单击下一步按钮，出现“交叉验证”对话框，单击“完成”按钮。局部多项式插值法是用多个多项式来拟合表面，每个多项式都有其覆盖的区域（邻域）。全局多项式插值方法拟合个光滑的数据表面，反映小比例

10、尺的数据分布趋势;局部多项式插值方法拟合的数据表面则着重反映大比例尺的数据分布状况，体现数据的局部特征。全局多项式插值方法用研究区内所有采样点的数据进行全局特征拟合，局部多项式插值方法仅仅用邻近的已测点来估计未知点的值。在ArcMap中添加“练习2.shp,然后打开“地统计向导”对话框，在“地统计向导对话框中选择Methods列表框中的LocalPolymomialItrplain。在SoureDatset下拉框中选择“练习2.在DataField下拉框中选择“MJ,在WeightField下选择权重字段。然后单击下一步按钮,设置模型参数，单击下一步按钮,出现“交叉验证对话框,单击“完成按钮。

11、反距离权重法是一种加权移动平均方法，以内插点与样本点之间的距离为权重，属于确定性的内插方法。在ArcMap中添加数据，然后打开“地统计向导”对话框，在“地统计向导对话框中，选择Methods列表框中的“InverseDistanceWeighting,在SourceDataset下拉框中选择加入的数据，在DataField下拉框中选择需要计算的字段，然后单击下一步按钮,进入到方法属性对话框,设置模型参数，单击下一步按钮，出现“交叉验证对话框，单击“完成按钮。二.1_3尸FEFvinaJ-Ericla口口話吒比“4.550152-41.11177!7朋1.11I77EA-号曲曲出口垃LM匚的I勺

12、7?.盟:册蚂口対2.抚抚呂ifif?.77E157t口引T.口Elk-1J3G!E2Orat-BiKUM-孕341壬4|_j754.ME-3M-3DO图八反距离权重法结果径向基西数法是入工神经网络方法中的一种，通过它内插所得的表面精确地通过每一个已知样本点。有以下五种基函数:薄板样条函数、张力样条函数、规则样条函数、高次曲面函数、反高次曲面雨数。在ArcMap中添加数据，然后打开“地统计向导”对话框，在“地统计向导”对话框中，选择Methods列表框中的“RadialBasisFunctions”，在SourceDataset下拉框中选择加入的数据，在DataField下拉框中选择需要计算的

13、字段，然后单击下一步按钮，进入到方法属性对话框，设置模型参数，单击下一步按钮，出现“交叉验证”对话框，单击“完成”按钮。（2）克里金插值是在二阶平稳假设和内蕴假设的基础上，应用变异函数（或协方差）研究空间上随机且相关的变量分布的方法。普通克里金法是所有克里金插值方法中最基本、最重要、应用最广泛的插值方法。它的优点在于不仅考虑了各样本点的空间相关性，而且在给出待插点的估算值的同时，还给出表示估算精度的方差。其缺点是半方差的计算量大，并且半方差的理论函数模型需要根据经验入为选定。在ArcMap中添加矢量文件，然后打开“地统计向导”对话框，在地统计向导”对话框中，选择Methods列表框中的“Kri

14、ging/Cokriging”，在SourceDataset下拉框中选择导入的矢量数据，在DataField下拉框中选择相应的字段，然后单击下一步，按钮，进入到“地统计向导一Kriging步骤2is*际用曲4菱正毎叩田FtKdrlmEnrEr-iMT屏I嗣fwnpte;对话框。在KrigingType下拉框中选择“Ordinary，在Transformationtype下选择“Log,在Orderoftrendremoval下选择“Second,在OutputType列表框中选择Prediction。进入到方法属性对话框，设置模型参数,单击下一步按钮,半变异函数与协方差建模对话框,单击下一步按

15、钮,进入搜索临域对话框,设置合适参数,单击下一步按钮,出现“交叉验证对话框,单击“完成”按钮。MTP%ogtnwaDQCV?3tOiMliMDEE0jMrtCiyw1力岀画kDTil他临?咋耀OMAfinUumijsviamams口蜩丫网DHtamOMMFWQ4B7JFKdJMSKCrit.ajwittau.巳帥CiIKim9.1MF3EM3itir駕：忑烹往滋聶*T亂二號1ITJ6I:上一地IF-III3图九普通克里金法精度校验简单克里金法，在ArcMap中添加矢量文件，然后打开“地统计向导”对话框，在“地统计向导”对话框中，选择Methods列表框中的“Kriging/Cokriging”

16、，在SourceDataset下拉框中选择导入的矢量数据，在DataField下拉框中选择相应的字段，然后单击下一步,按钮,进入到“地统计向导一Kriging步骤2”对话框。在KrigingType下拉框中选择“Simple”，选择OutputType列表框中的“Quantile，在Declusterbeforetransformation下选择“True,单击下一步按钮，选择适当的参数，单击下一步按钮，在常态得分变换对话框中，选择适当的参数，单击下一步按钮，半变异函数与协方差建模对话框，单击下一步按钮，进入搜索临域对话框，设置合适参数，单击下一步按钮，出现“交叉验证”对话框，单击“完成”按钮。3ArcGIS10新增的差值方法含障碍的扩散插值法和含障碍的核插值法是ArecGIS10地统计提供的两种新的插值方法，它们也是独立的地理处理工具。含障碍的扩散插值法的具体操作步骤如下:首先在ArecMap中添加矢量文件,然后打开“地统计向导”对话框，在“地统计向导”对话框中，在Methods列表框中选择“DiffusionKernel，在“数据集”下拉列表中的SourceDataset下拉框中选择点数