空间数据分析实验报告 ——最近距离法(NNI)在 ArcGIS 中的实现 地理科学基地班 侯靖 2009301110004 一、 实验目的 1.理解最邻近指数法测度空间模式的思想。 2.熟悉 ArcGis 的基本操作,能够用空间分析模块 Haw ths Tools 工具进行最邻近指数的测度。 二、实验原理 1.最临近距离法 最邻近距离法(也称为最邻近指数法)使用最邻近的点之间的距离描述分布模式,形式上相当于密度的倒数(每个点代表的面积),表示点间距离。 最邻近距离法首先计算最邻近的点对应的平均距离,然后比较观测模式和已知模式之间的相似性。一边将随机模式作为比较标准,如果观测模式的最邻近距离大于随机分布的最邻近距离,则观测模式趋于均匀,如果观测模式的最邻近距离小于随机分布模式的最邻近距离,则趋于聚集分布。 2.最临近指数测度方法(NNI) NNI 思想,首先对评价区内的任意一点都计算最邻近距离,然后取这些最邻近距离的均值作为评价模式分布的指标。对于同一组数据,在不同的分布模式下得到的 NNI 是不同的,根据观测模式的 NNI 计算结果与CSR 模式的 NNI 比较,就可判断分布模式类型。 一般而言,在聚集模式中,由于点在空间上多聚集于某些区域,因此点之间的距离小,计算得到的 NNI 应当小于 CSR 的 NNI;而均匀分布的最邻近距离大,且大于 CSR 下的 NNI,因此通过最邻近距离的计算和比较就可以评价和判断分布模式。 方法: 计算任意一点到最邻近点的距离 dmin 对所有 的 dmin 按 照 模式中点的数量 n,求 平均距离,即 nidnd1minmin1 在CSR 模式中同样可以得到平均的最邻近距离,其期望为E(dmin),根据理论研究,在CSR 模式中平均最邻近距离与研究区域的面积A 和事件数量n 有关,考虑到研究区域的边界修正时,可以由下式表示 npnnAdE)041.00541.0(21)(min 通过上述推到,可以知道最邻近指数表示为 )(minmindEdR (1)如果R=1,说明观测事件过程来自于完全随机模式CSR,属于随机分 布。 (2)如果R<1,说明大量事件点在空间上相互接近,属于空间聚集模式。 (3)如果R>1,说明点之间的最邻近距离大于CSR 过程的最邻近距离,事 件模式中的空间点是相互排斥的趋向于均匀分布。 三、 实验准备 1.实验数据 湖北省县级分布的.shp 数据;湖北省乡镇及其大型企业的点分布.shp 数据。 图1 原始数据图 2.实验环境 实验在 windows xp 的操作系统环境中进行,使用 Arc...