最近距离法在ArcGIS中的实现.docx

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

理解最邻近指数法测度空间模式的思想。

熟悉ArcGis的基本操作，能够用空间分析模块HawthsTools工具进行最邻近指数的测度。

二、实验原理

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。

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

min对所有的d 按照模式中点的数量n，求平均距离，即

min

?1 n

?

d

min

? d

n min

i?1

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

)?

)?

A 0.041 p

E(d

min 2

?(0.0541? )

n n n

通过上述推到，可以知道最邻近指数表示为

R? dmin

E(dmin)

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。

如果R1，说明大量事件点在空间上相互接近，属于空间聚集模式。

如果R1，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

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

实验环境

实验在windowsxp的操作系统环境中进行，使用ArcGis9.3软件。

四、实验步骤

研究面状地物的选取

在ArcToolbox中选择AnalysisTools-----Extract Select，按属性选取“NAME=

襄樊市”，并保存为文件bount_襄樊市.shp.点击确定后“襄樊市”面状地物被选择（这一步注意SQL选择语句中的中英文引号的切换，语句中一律使用英文输入的引号）。

图2.面状地物的选取（注意图中方框部分的引号）

研究点状地物的选取

在ArcToolbox中选择AnalysisTools-----Extract-----Clip，在InputFeatures选项中选择respt.shp文件，在ClipFeatures中选择bount_襄樊市.shp文件

图3.点状地物的选取

投影变换

对所选区域进行投影变换，使用ArcToolbox工具栏中的Project工具，选择路径为DataManagementTools——ProjectionsandTransformations——Feature——Project，在弹出的对话框中将投影方式变换为GaussKruger-Beijing1954投影标准。由于襄樊市的经度在112°左右，纬度在32°左右，因此选择Beijing19543DegreeGKCM114E.prj，点击modify将原始纬度参数设为32点击确定进行转换。点层和面层均需进行投影转换。

图4.选择投影

面积与周长的计算

选择bount_襄樊市_Project1图层，右击打开OpenAttributeTable，在属性Area栏右击CalculateGeometry。在弹出的CalculateGeometry对话框中点选Usecoordinatesystemofthedatasource选项，并在下拉选项中选择SquareMeter作为数据单位，确定后计算出襄樊市的面积为337296000m2。

图5.襄樊市面积