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空间自相关Moran's I

时间:2020-05-05 18:27:22      阅读:75      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

空间自相关

是什么?

在空间中,某一空间单元和其周围的其它空间单元,就空间单元中的某种属性存在相关性,称为空间自相关。如长江三角洲、珠江三角洲地区经济高度发达,企业产业链在地理临近区域之间紧密联系,表现出高度的空间聚集性和空间正相关性。

如何产生的?

主要有以下几个方面:

  • 空间分组
  • 空间交互
  • 空间扩散

如何度量?

  1. 可以用Moran‘s I进行检验,其数学公式如下:

\(Moran‘s I=\frac{N}{\sum_{ij}w_{ij}}\frac{\sum_i\sum_jw_{ij}(x_i-\bar{x})(x_j-\bar{x})}{\sum_i(x_i-\bar{x})^2}\)

式中,I大体在[-1,1]区间内。i,j为多边形编号,\(w_{ij}\)i,j之间的空间连接矩阵,\(\bar{x}\)为研究区域内的属性均值。

  1. 可以用半变异函数检验semi-variogram,计算公式如下:

\(\gamma(h)=\frac{1}{2n(h)}\sum_{s=1}^{n(h)}[x(s)-x(s+h)]^2\)

式中,\(n(h)\)为距离为\(h\)的点对数。

详解\(Moran‘s I\)检验

\(Moran‘sI\)指数是为了检验空间的自相关性。如果\(I>0\),则说明空间正相关;若\(I<0\),说明空间不相关;若\(I=0\),说明空间中不相关。

先验假设(又称零假设)

零假设声明:所分析的属性在研究区域内的要素之间是随机分布的。

说明在零假设条件下,空间内所分析的属性是不存在自相关性的。在该假设条件下,运用\(Moran‘sI\)工具,得到p值和z得分,通过p值和z得分来判断是否拒绝零假设,若拒绝则表明空间中所分析的属性存在自相关性。

什么是p值和z得分?

p 值表示概率。对于\(Moran‘sI\)检验工具来说,p 值表示所观测到的空间要素属性是由某一随机过程创建而成的概率。当 p 很小时,意味着所观测到的空间要素属性不太可能产生于随机过程(小概率事件),因此可以拒绝零假设。

z 得分和 p 值都与标准正态分布相关联。相应的p值对应唯一的z得分。z得分的计算方法如下:

\(z=\frac{I-E(I)}{\sqrt{v(I)}}~~N(0,1)\) \(E(I)=-\frac{1}{n-1}\) \(v(I)=E(I^2)-[E(I)]^2\)

空间自相关Moran's I

原文:https://www.cnblogs.com/cqy-wt1124/p/12831686.html

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