空间统计理与方法实习指导

实习一、空间描述性统计分析1、任务要求请根据给出的数据或自己搜集的数据，进行点、线的描述统计分析。（1）统计点分布平均中心、加权平均中心、中位数中心等；（2）统计点分布离散趋势，包括空间中心标准距离、标准椭圆等；（3）统计线的方向统计量，包括方向均值和环形方差等。2、数据要求：自己下载或给出的示例数据。3、软件工具：ArcGIS、SPSS、GeoDa、Excel、Matlab等。实习二、经典统计分析1、任务要求请根据给出的数据或自己搜集的数据，按照经典统计方法统计相关统计量。（1）学会基本属性表记录和字段的编辑；（2）统计各统计量，包括众数、中位数、均值、方差、标准差、偏度、峰度等；（3）作出相关统计图，包括散点图、直方图、箱线图等。2、数据要求：自己下载或给出的示例数据。3、软件工具：ArcGIS、SPSS、GeoDa、Excel、Matlab等。实习三、点模式空间统计分析1、任务要求请根据给出的数据或自己搜集的数据，进行点模式空间统计分析。（1）统计点模式及进行显著性检验，包括样方分析、最邻近点分析等；（2）点核密度分析；（3）广义G和K函数分析等。（4）利用上述广东省和珠三角的人口密度数据进行K函数多距离空间聚类分析。形成k函数统计表。2、数据要求：自己下载或给出的示例数据。3、软件工具：ArcGIS、SPSS、GeoDa、Excel、Matlab等。实习四、面模式空间统计分析1、任务要求请根据给出的数据或自己搜集的数据，进行面模式空间统计分析和空间自相关分析。（1）通过GeoDa软件进行局部和全局空间自相关分析得到局部和全局指标，利用2017年广东省与珠三角地区的区县尺度人口密度数据分析得到局部Moran'sⅠ散点图和LISA聚集图。（2）通过软件分析得到2017年广东省和珠三角区县尺度的人口密度之后，利用GeoDa软件对2017年广东省和珠三角地区的人口密度数据进行Geary’C指数的局部空间自相关分析，并得出LISA聚集图。（3）利用上述广东省和珠三角的人口密度数据进行局部和全局GeneralG统计分析。在GIS软件中，Getis-OrdGi*指数被用于热点分析，人点分析是一种用来评估要素值在空间上发生高值还是低值聚类问题的分析方法。本身就是检验统计量。2、数据要求：自己下载或给出的示例数据。3、软件工具：ArcGIS、SPSS、GeoDa、Excel、Matlab等。实习五、空间回归分析1、任务要求请根据给出的数据或自己搜集的数据，进行空间回归分析。（1）利用回归分析文件夹中数据文件夹中sheet1数据进行一元回归分析，利用sheet2中数据进行多元回归分析，分析生成数据的各个含义，生成残差图，线性拟合图，正太概率图。（2）利用回归模型与空间滞后模型分析各个PM2.5等因素对GDP的影响。（3）利用地理加权回归分析人口与肺炎发生之间的关系。利用地理加权回归模型中的data文件夹中的ohlung数据。2、数据要求：自己下载或给出的示例数据。3、软件工具：ArcGIS、SPSS、GeoDa、Excel、Matlab等。实习六、BP神经网络水深反演1、任务要求请根据给出的数据，利用BP神经网络水深反演。（1）利用ENVI等软件进行遥感图像预处理，包括辐射定标、波段融合、大气校正；（2）建立波段反射率及实测水深值一一对应的样本数据集；（3）利用MATLAB构建BP神经网络模型，并用所构建的数据集进行网络模型训练，也可用python自己写bp神经网络模型进行训练。2、数据要求：自己下载或给出的示例数据。3、软件工具：ArcGIS、SPSS、GeoDa、Excel、Matlab等。实习七、地球物理场分析1、任务要求（1）地球物理场直方图及正态分分析利用克里格法进行样品估值首先要求分析数据具有相同的承载并服从正态分布，Geostatistics提供了统计分析工具，可以对航空物探离散数据进行直方图统计分析，根据给定属性统计项的偏态、峰度、标准差等参数，判断是否符合正态的分布。若不服从正态分布，需对数据进行变换（如对数变换，正态变化等）使其符合正态分布。（2）地球物理场趋势分析利用Geostatistics趋势分析工具，研究区采样点转换为三维透视图中XOY平面上坐标显示，而Z轴则表示该样点的值。趋势图中样点数值在侧视图上的投影的大致形状或趋势，可以用不同的一次曲线、二次曲线等数学函数来拟合。如果数据具有全局趋势，分析中应剔除这种趋势，使之能够满足地质统计学中的平稳假设。（3）航空物探数据结构分析选用孔穴效应模型、球状模型、指数模型等模型进行拟合，获取理论半变异函数图，从半变异函数图分析地球物理场是否具有方向性；，分别从0度、45度、90度、135度这四个典型方向来分析是否具有方向效应，随后在最优方向上改变其变程值，分别考察三个变程值下变异函数曲线的拟合情况，最后得到克立格预测图的主自相关阈值、次自相关阈值、最优方向角等最优参数。获取主变程、次变程、偏基台值、块金值等。（4）完成半方差云图及协方差云图，分析是否有离群数据；（5）制作地球物理场等值线图。在对数据进行了结构分析之后，选择有效的克立格插值方法，