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11.2、密度分析—零基础入门教程

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【视频教程】
课程摘要

密度分析是一种用于研究和描述空间分布特征的方法。它通过计算某一区域内的特定现象或对象的数量,并将其与该区域的大小进行比较,从而得出该现象或对象在空间上的密度分布情况。密度分析可以帮助我们理解和解释地理现象的空间分布规律,为决策和规划提供科学依据。密度分析的基本原理是将研究区域划分为网格或区域,并计算每个网格或区域内的现象或对象的数量。常用的密度分析方法包括点密度分析、线密度分析和面密度分析。密度分析不仅可以计算某一区域内的密度分布情况,还可以进行比较和统计分析。通过比较不同区域的密度分布情况,我们可以发现不同区域之间的差异和联系,从而深入理解地理现象的空间分布规律。通过统计分析密度分布情况,我们可以得出一些统计指标,如平均密度、最大密度和密度分布的变异程度,从而更全面地描述和解释地理现象的空间分布特征。

【详细教程】

密度分析


密度分析是指根据输入的要素数据集计算整个区域的数据聚集状况,从而产生一个连续

的密度表面。通过计算密度,将每个采样点的值散布到整个研究区域,并获得输出栅格中每个像元的密度值。例如,每个城镇都可以用一个点值来表示该镇的人口总数,但是并非所有人都聚居在该点上,若想了解人口随地区分布的情况,可通过密度计算来得到一个显示地表人口分布状况的表面。图为人口分布的密度表面图。


核密度分析


核密度分析用于计算要素在其周围邻域中的密度,既可计算点要素的密度也可计算线要素的密度,常用于测量建筑密度、获取犯罪情况报告、预测道路或管线对野生动物栖息地造成的影响等。在核密度分析中,落入搜索区域内的点(或线)具有不同的权重,靠近格网搜索中心的点(或线)会被赋予较大的权重。随着其与格网中心距离的加大,权重降低。可使用Population字段根据要素的重要程度赋予某些要素比其他要素更大的权重,该字段还允许使用一 个点表示多个观察对象。例如, 一个地址可以表示一栋六单元的公寓,或者在确定总体犯罪率时可赋予某些罪行比其他罪行更大的权重。对于线要素,分车道高速公路可能比狭窄的土路产生

更大的影响,高压线要比标准电线杆产生更大的影响。核密度分析的操作步骤如下:

(1)在ArcToolbox中双击【Spatial Analyst工 具】→【密度分析】→【核密度分析】,打开【核密度分析】对话框,如图所示。

(2)在【核密度分析】对话框中,输入【输入点或折线(polyline)要素】(位于“..\chpl1\ 密度分析\data\ 人口调查.shp”)、【Population字段】数据,指定【输出栅格】的保存路径和名称。

(3)【输出像元大小】为可选项,确定输出栅格数据集的单元大小。

(4)【搜索半径】为可选项,确定密度计算的搜索半径。

(5)【面积单位】为可选项,确定输出密度值的所需面积单位。

(6)单击【确定】按钮,完成密度图制作。



线密度分析


线密度分析用于计算每个输出栅格像元邻域内的线状要素的密度,密度的计量单位为 "长度单位/面积单位"。理论上,使用以各个栅格像元中心为圆心以搜索半径绘制一个圆, 每条线上落入该圆内的部分长度与Population字段值相乘,对这些数值进行求和,然后将所得的总和除以圆面积就得到该栅格像元的密度。图为线密度计算的原理说明。

图中线Li 和L₂   表示各条线上落入圆内 部分的长度,相应的Population字段值分别为V₁和V₂ , 因此线密度=((L₁ ·V₁)+(L₂ ·V₂))/圆面积线密度分析的操作步骤如下:

(1)在ArcToolbox中双击【Spatial Analyst工 具】→【密度分析】→【线密度分析】,打开【线密度分析】对话框。

(2)在【线密度分析】对话框中,输入【输入折线 (polyline)要素】、【Population字段】数据,指定【输出栅格】的保存路径和名称。

(3)在【输出像元大小(可选)】和【搜索半径(可选)】文本框中输入输出栅格数据集的单元大小和密度计算的搜索半径。

(4)单击【确定】按钮,完成密度图制作。



点 密 度 分 析


点密度分析用于计算每个输出栅格像元周围点要素密度。从理论上讲,每个栅格像元中心的周围都定义了一个邻域,将落入邻域内的样本点的Population字段值相加,然后除以邻域面积,即得到点要素的密度。

点密度分析的操作步骤如下:

(1)在ArcToolbox中双击【Spatial Analyst工具】→【密度分析】→【点密度分析】,打开【点密度分析】对话框。

(2)在【点密度分析】对话框中,输入【输入点要素】、【Population字段】数据,指定【输出栅格】的保存路径和名称。

(3)在【输出像元大小(可选)】文本框中输入输出栅格数据集的单元大小。

(4)【邻域分析】为可选项,指定用于计算密度值的每个像元周围的区域形状,有以下四种选择:

环:需设置内半径和外半径,并指定采用什么单位(像元单位或地图单位)。

圆形:需设置圆形的半径,并指定单位。

矩形:需设置矩形的高度和宽度,并指定单位。

楔形:需设置起始角度、终止角度和半径,并指定半径单位。

(5)单击【确定】按钮,完成密度图制作。


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