Arcgis空间分布方向性分析

Arcgis空间分布⽅向性分析

Arcgis空间分布⽅向性分析

⼀、标准差椭圆⽅法概述

空间分布⽅向性分析是指区域经济属性在空间分布上的轮廓和主导⽅向。 标准差椭圆法是分析空间分布⽅向性特征的经典⽅法之⼀，使⽤

标准差椭圆可 从全局的、空间的⾓度定量解释经济要素空间分布的中⼼性、展布性、⽅向性和 空间形态等整体性特征，因其直观性与有效

性已得到⼴泛应⽤，已成为 Ａｒｃ ＧＩＳ 空间统计模块的常规统计⼯具。ＳＤＥ ⽅法⽣成的结果为⼀个椭圆，从其⽣ 成算法来看，⾸先

⽤平均中⼼来确定椭圆的圆⼼，然后由平均中⼼作为起点 对 Ｘ 坐标和 Ｙ 坐标的标准差进⾏计算，从⽽定义椭圆的轴线，同时确定椭圆 的

⽅向，正北⽅向为 ０ 度，顺时针旋转。ＳＤＥ ⽅法通过椭圆的空间分布范围肉驴养殖 和中⼼、长轴、短轴、⽅位⾓等基本参数 的定量描述经济属性

空间分布特征。标准差椭圆的分布范围即为经济属性空 间分布的主要范围。椭圆的平均中⼼即经济属性在空间上分布的重⼼，⽅位⾓ 表⽰

其分布的主趋势⽅向，长轴上的标准差能够反映出经济属性在主趋势⽅向 上的离散程度，椭圆的长轴⽅向代表经济属性空间分布较多的⽅

向，短轴的⽅ 向代表经济属性空间分布较少的⽅向，长短轴之间的差值越⼤ （扁率越⼤）， 说明经济属性的⽅向性越强，长轴与短轴的长

度越接近，说明其⽅向性越弱。 如果长轴长度等于短轴长度，则经济属性的分布就没有⽅向性特征。通过对 ⽐多年的标准差椭圆还可以观

察到椭圆所覆盖⾯积的差异以及在 Ｘ 轴或 Ｙ 轴 上拉长或大姨妈推迟是什么原因 缩短的现象，进⽽推断经济属性空间分布在时序上的变化以及变化 的⽅向趋势。

在 ＡｒｃＧＩＳ 语境下，标准差椭圆法位于⽅向分布⼯具，除了⽣成这样⼀个椭 圆以外，还会给出如下结果：Ｓｈａｐｅ＿Ｌｅｎｇ 和

Ｓｈａｐｅ＿Ａｒｅａ 是⽣成的椭圆的周长和 ⾯积；ＣｅｎｔｅｒＸ 和 ＣｅｎｔｅｒＹ 表⽰的是椭圆的中⼼点；ＸｓｔｄＤｉｓｔ 和 Ｙ

ＳｔｄＤｉｓｔ 表⽰的 Ｘ 轴的长度和 Ｙ 轴的长度；Ｒｏｔａｔｉｏｎ 表⽰的是椭圆的⽅向⾓度。此外，还可以 指定要表⽰的标准差数

（１、２ 或 ３）。当要素具有空间正态分布时（即这些要素 在中⼼处最为密集，⽽在接近外围时会逐渐变得稀疏），⼀个标准差（默认

值） 范围可将约占总数 ６８％ 的输⼊要素的质⼼包含在内。两个标准差范围会将约 占总数 ９５％ 的要素包含在内，⽽三个标准差范围则

会覆盖约占总数 ９９％ 的 要素的质⼼。

⼆、案例分析

案例描述：现有江西省 １１ 个地级市市的⽮量地图以及相应年份⼈均 ＧＤＰ 属性数据，通过空间⾃相山西习俗 关分析江西省⼈均 ＧＤＰ 空间分布

⽅向性变化。

（１）加载江西省市域图层，并与相关年份⼈均 ＧＤＰ 属性数据进⾏连接 操作。

（２）打狂傲不羁 开【ＡｒｃＴｏｏｌｂｏｘ】→【空间统计⼯具】→【度量地理分布】→【⽅向分 布（标准差椭圆）】． （３）弹出对话框，按

照下图进⾏参数设置，【输⼊要素类】项输⼊江西省地 级市图层，【椭圆⼤⼩】通常选⼀个标准差，【权重字段】⾥输⼊所要研究的经济

属性字段，这⾥输⼊ ２０１１ 年⼈均 ＧＤＰ。完成参数设置后，点击确定很早的英文 。

（４）⼯具计算完毕后，返回 ＡｒｃＭａｐ 窗⼝，即可看到标准差椭圆图层，如图

（５）由于椭圆图层覆盖在江西省地级市图层上，导致原图层难以有效标 识，南昌、宜春等地市的边界被覆盖掉，故需通过符号选择器对

椭圆图层符号进 ⾏修改，将其设置为空⼼，提⾼轮廓宽度，从⽽有效地显⽰两类图层。

（６）打开椭圆图层属性表，可以看到 Ｓｈａｐｅ ＿Ｌｅｎｇ、Ｓｈａｐｅ ＿Ａｒｅａ、ＣｅｎｔｅｒＸ、 ＣｅｎｔｅｒＹ、ＸｓｔｄＤ

ｉｓｔ、ＹＳｔｄＤｉｓｔ 与 Ｒｏｔａｔｉｏｎ 字段。

（７）按照上述操作，对 ２０１６ 年⼈均 ＧＤＰ 进⾏标准差椭圆分析，并于 ２０１１ 年进⾏对⽐分析。下图 ７ ２７ 中⿊⾊圈代表 ２

０１１ 年，红⾊圈代表 ２０１６ 年。

（８）将 ２０１１ 年与 ２０１６ 年图层属性表内容导出，对相关字段内容加以对⽐。 需要注意的是，由于在处理图层时未进⾏投影坐标

系转化，故椭圆长度、⾯积表 ⽰的是弧度单位。

从⽣成⾯积表⽰范围，可以发现 ２０１６ 的经济发展范围要⼤于 ２０１１ 年。扁 率表⽰他的⽅向明确性和向⼼⼒的程度，２０１６ 年⽣

成的椭圆扁率低于 ２０１１ 年 的，说明了 ２０１６ 的经济发展情况，⽐ ２００１ 年的⽅向趋势更明显。空间旋转⾓ 变化来看，旋转⾓

成的椭圆扁率低于 ２０１１ 年 的，说明了 ２０１６ 的经济发展情况，⽐ ２００１ 年的⽅向趋势更明显夕阳西下 。空间旋转⾓ 变化来看，旋转⾓

由 ２０１１ 年的 ５８ ２６３降低到 ２０１６ 年的 ５７ ６７５，⽣成的椭圆 ⽅向与鄱阳湖⽣态经济区发展⽅向基本相符，所以

鄱阳湖⽣态经济区在江西经 济发展扮演着重要⾓⾊。研究期内江西经济发展空间分布格局的重⼼移动路 径总体呈现向东北⽅向移动的趋

势，由 ２０１１ 年的（１１５ ７１２、２８ １４９）移动到 ２０１６ 年的（１１５ ７４４、２８ １５２）。原因在于：受昌

九⼀体化、鄱阳湖⽣态经济区、 长江中游城市群等战略的影响，资本、技术、固定资产投资及外商投资等向江 西北部、东部地区转移。长

半轴由 ２０１１ 年的 １ ７４７ 降⾄ ２０１６ 年的 １ ７４４，下降 幅度都较⼩，表明经济发展空间分布在主要⽅向上越来越集聚，

但是集聚的 幅度不⼤，短半轴则由 ０ ９２５ 上升⾄ ０ ９５３，椭圆长轴缩短、短轴增长，说明该 阶段江西省经济发展空间分布格局

较为稳定，经济发展空间溢出效应尚不明 显，空间分布格局仍以南 － 北⽅向为主导，东 － 西⽅向的影响较弱。