GIS空间分析第三章栅格数据分析.ppt

从传统意义上说，统计学采用的是具有代表性的随机子集，其结果外推到更大的数组。 推论性的统计方法（Inferential statistics）并非适用于所有的地理数据，因此，还需要采用描述性统计方法（descriptive statistics ）。 推论性统计假设可以用一个样本（sample）来估计一个群落（population）的特征。而地理数据经常需要对全部群落的操作。 利用单元统计比较栅格数据集Comparing raster datasets using cell statistics 统计方法对描述数据的趋势非常有效。 对单一的栅格数据集，可以自动生成统计结果。 统计方法可以产生新的栅格数据集。统计函数可分为三种基本类型（单元统计、邻域统计和分区统计），每种类型采用相同的统计方法。 单元统计可以单元对单元（cell-by-cell）为基础，比较两个或多个栅格数据集，即占有相同的位置，但分属于不同栅格数据集的单元，可以采用基本描述统计法，共同进行评价。 时间系列数据的比较，如土地利用类型的年际变化。 空间分析中的运算符和函数 与栅格单元制图建模相关的函数可分为5类： 局域（Local）函数：处理单个单元的函数 邻域（Focal）函数：处理邻域内单元的函数 分区（Zonal）函数：处理分类区内单元的函数 全局（Global）函数：处理栅格内所有单元的函数 应用（Application）函数：结合成一串以执行一个特定应用程序的函数 统计方法（Statistical methods） 众数(Majority): 确定最常出现的值。 寡数(Minority): 确定最少出现的值 最大值(Maximum): 确定最大值。 最小值(Minimum): 确定最小值。 范围(Range): 计算最大值与最小值之差。 均值(Mean): 所有值之和与观测样本数量相除。 中值(Median): 计算向上与向下都等值的中值。 标准差(Standard Deviation): 计算数值对均值传播或扩散的程度。 总数(Sum): 计算全部数值的总和。 种类数(Variety): 确定不同数值的种类个数。 局域函数Local functions 局域或“逐个单元（per-cell）”函数计算一个输出栅格数据集，其每个位置的输出值是一个对应该位置的一个或多个栅格数据集上相关值的函数。 处理多个栅格数据集的局域函数的实例是为每个单元位置上，输入栅格数据集的所有值返回最大值、最小值、众数或寡数值。 单元统计函数The Cell Statistics function 单元统计函数能够发现趋势或检验多重栅格表面中相应的单元之间的变化。估算的操作与栅格计算器（Raster Calculator）中诸如栅格数据集之间的相加、相乘等数学运算符非常相似。 此时，函数将采用其中的一种统计方法对相应的单元进行比较。 利用表示从一种土地利用类型向另一种土地利用类型变化的单元值来创建新的栅格。 中间层比顶层早三年。在结果层中，灰色单元表示有一个以上的土地利用值。单元统计函数象一个下降的电梯，通过每个栅格数据集相对应的单元 练习：利用单元统计函数监测变化 在本练习中，将利用单元统计函数比较哥伦比亚河口1989年和1992年的土地覆盖数据，哥伦比亚河由此流入大西洋。土地覆盖分类依据植被类型、裸地、水和建设用地情况。 这一数据来源于NOAA海岸变化与分析项目(C-CAP)。该项目成员开发了美国海岸区土地覆盖和栖息地变化的国家标准数据库。 利用邻域统计和分区统计描述栅格数据集 邻域统计函数考虑的是，围绕处理单元的特定范围内单元的值。邻域是栅格的一部分，可以通过任何方式对其进行定义。邻域统计的结果以新的栅格图层的形式表示出来。 分区统计函数基于诸如单元组或分区组，考虑另一数据集中的单元值。分区统计以表的形式输出。 邻域函数Focal functions 邻域函数产生一个输出栅格数据集，其每个位置上的输出值是一个反映该位置上的输入值与围绕该位置的特定邻域内单元值的函数。 邻域的结构决定了在每个输出值的计算过程中应该选用围绕处理单元（cell）的哪些单元（cells）。 邻域函数能够返回紧邻或扩展邻域内值的均值、标准差或范围。 邻域统计函数The Neighborhood Statistics function 邻域统计函数如同数据的过滤器，用于表示特征类型的多样性或将邻域值赋予现有的值。 统计根据邻域中的单元确定。输出栅格当中相应的单元被赋予所产生的统计值。邻域从左到右，从上到下，经过输入栅格的每个单元，直到每个栅格被处理后为止。 在3单元X3单元的邻域统计中，评价单元位于邻域的中央。 如果偶数被用于矩形邻域的x方向，则中心单元位于真正邻域中心的左侧。如果偶数被用