空間分析之密度分析

2021-06-08 07:57:21 字數 2212 閱讀 9346

一、why density ?

通過密度分析,我們可以講測量的來的點或者線生成連續表面,從而可以找出那些地方點或者線比較集中。也就是,密度分析是根據輸入要素資料計算整個區域的資料聚集狀況。

密度分析是通過離散點資料或者線資料進行內插的過程,根據插值原理不同,主要是分為核密度分析和普通的點\線密度分析。核密度分心中,落入搜尋區的點具有不同的權重,靠近搜尋中心的點或線會被賦予較大的權重,反之,權重較小,它的計算結果分布較平滑。在普通的點\線密度分析中,落在搜尋區域內的點或線有相同的權重,先對其求和,再除以搜尋區域的大小,從而得到每個點的密度值。

二、howto density ?

arcgis 的空間分析工具箱中提供了密度分析工具集中的三個工具:

1.  kernel density(核密度分析)

輸入值可以是點或者線。

工作原理引自幫助:

概念上,每個點/線上方均覆蓋著乙個平滑曲面。在點/線所在位置處表面值最高,隨著與點的距離的增大表面值逐漸減小,在與點/線的距離等於搜尋半徑的位置處表面值為零。僅允許使用圓形鄰域。曲面與下方的平面所圍成的空間的體積等於此點的 population 字段值,如果將此字段值指定為 none 則體積為 1。每個輸出柵格像元的密度均為疊加在柵格像元中心的所有核表面的值之和。核函式以 silverman 的著作(1986 年版,第 76 頁,方程 4.5)中描述的二次核函式為基礎。

對於點,如果 population 字段設定使用的是除 none 之外的值,則每項的值用於確定點被計數的次數。例如,值 3 會導致點被算作三個點。值可以為整型也可以為浮點型。

對於線,如果 population 字段使用的是除 none 之外的值,則線的長度將由線的實際長度乘以此線的 population 欄位的值而得出。

2.  point density / line density(點、線密度分析):

這兩個工具的輸出與核密度工具的輸出的區別在於:

對於點密度和線密度,需要指定乙個鄰域,以便計算出各輸出像元周圍像元的密度。而核密度則可將各點的已知總體數量從點位置開始向四周分散。在核密度中,在各點周圍生成表面所依據的二次公式可為表面中心(點位置)賦予最高值,並在搜尋半徑距離範圍內減少到零。對於各輸出像元,將計算各分散表面的累計交匯點總數。

1)點密度分析

每個柵格像元中心的周圍都定義了乙個鄰域(鄰域可以使用圓形、矩形、環形、楔形的形狀來定義),將鄰域內點的數量相加,然後除以鄰域面積,即得到點要素的密度。如果 population 字段設定使用的是 none 之外的值,則每項的值用於確定點被計數的次數。例如,值為 3 的項會導致點被算作三個點。值可以為整型也可以為浮點型。

2)線密度分析

使用搜尋半徑以各個柵格像元中心為圓心繪製乙個圓。每條線上落入該圓內的部分的長度與 population 字段值相乘。對這些數值進行求和,然後將所得的總和除以圓面積。

上圖中顯示的是柵格像元與其圓形鄰域。線 l1 和 l2 表示各條線上落入圓內部分的長度。相應的 population 字段值分別為 v1 和 v2。因此:

density = ((l1 * v1) + (l2 * v2)) / (area_of_circle)

如果 population 字段使用的是除 none 之外的值,則線的長度將等於線的實際長度乘以其 population 欄位的值。

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