空间分布的测度和时间序列分析精选PPT.ppt
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1、空间分布的测度和时间序列分析第1页,此课件共58页哦1 1 空间分布的测度空间分布的测度一、空间分布的类型一、空间分布的类型l点状分布类型点状分布类型:l线状分布类型线状分布类型:l面状分布类型面状分布类型:p离散区域分布类型离散区域分布类型p连续区域分布类型连续区域分布类型第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第2页,此课件共58页哦1 1 空间分布的测度空间分布的测度二、点状分布的测度l最邻近平均距离的测度最邻近平均距离的测度l对中心位置的测度对中心位置的测度l离散程度的测度离散程度的测度1 地理数据类型及其变换第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和
2、时间序列第3页,此课件共58页哦p找出满足找出满足dih dib的距离;的距离;p若有若有p个,按顺序排列:个,按顺序排列:di1 di2 dipp=0,1,2,n-1二、点状分布的测度二、点状分布的测度1 最邻近平均距离l顺序法顺序法1 空间分布的测度i id dibibp测定测定dih,dib;p基准点:基准点:i;第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第4页,此课件共58页哦二、点状分布的测度二、点状分布的测度pn个点依次作为基准点,可得顺序化矩阵:个点依次作为基准点,可得顺序化矩阵:1 空间分布的测度12n点号12p顺序号第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空
3、间分布的测度和时间序列第5页,此课件共58页哦二、点状分布的测度二、点状分布的测度p最邻近平均距离:最邻近平均距离:1 空间分布的测度p第第j级邻近平均距离:级邻近平均距离:I I为满足边界条件的最邻近点数的集合,为满足边界条件的最邻近点数的集合,n1为点数。为点数。p例:例:P30第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第6页,此课件共58页哦二、点状分布的测度二、点状分布的测度l区域法:(略)区域法:(略)l邻近指数:邻近指数:1 空间分布的测度为理论的随机分布型的最邻近平均距离。为理论的随机分布型的最邻近平均距离。为点的密度,其中为点的密度,其中A为区域面积,为区域
4、面积,n为区域内为区域内点的个数。点的个数。第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第7页,此课件共58页哦二、点状分布的测度二、点状分布的测度lR对于点状分布类型的判断:对于点状分布类型的判断:pR=1,随机型分布;,随机型分布;pR1,趋向于离散型的均匀分布。,趋向于离散型的均匀分布。1 空间分布的测度第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第8页,此课件共58页哦二、点状分布的测度二、点状分布的测度l采用指标采用指标R的优点在于:的优点在于:p可以把要讨论的点的空间分布图式放在一个从可以把要讨论的点的空间分布图式放在一个从凝凝集集的、通过的、通
5、过随机随机的一直到的一直到均匀均匀分布的连续广阔的分布的连续广阔的定量范围之内,此尺度范围为:定量范围之内,此尺度范围为:0-2.149。p对于一个对于一个固定地域固定地域来说,点的空间分布随时间而来说,点的空间分布随时间而变化,亦可通过变化,亦可通过R尺度分析去判断其空间分布比原尺度分析去判断其空间分布比原先的是更凝集还是更趋于分散,并且定量的表达先的是更凝集还是更趋于分散,并且定量的表达出其凝集或分散的程度。出其凝集或分散的程度。pR的数值一般在的数值一般在0.33-1.67之间。之间。1 空间分布的测度第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第9页,此课件共58页哦
6、邻近指数练习邻近指数练习 我国1953年5万人口以上的城镇数为151个,至1978年发展到302个,见下表。根据计算,各年5万人口以上城镇的最邻近平均距离如表所示。试计算点状分布的R指标,并作简要的地理解释。83.792711973302210151城镇数95.961963160.31195381.021978Rd1(km)年代1 空间分布的测度第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第10页,此课件共58页哦邻近指数练习邻近指数练习解:1.计算各年的理论随机分布的平均距离。1953:2.计算各年的临近指数R。1953:年代城镇数R19531511.2919632100.
7、8819732710.8919783020.901 空间分布的测度第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第11页,此课件共58页哦邻近指数练习邻近指数练习1 空间分布的测度地理解释:l我国我国5万人口以上的城镇万人口以上的城镇1953年的年的R指标为指标为1.29,比随机分布,比随机分布更趋分散。更趋分散。l在在1953-1963年间,城镇发展迅速,由年间,城镇发展迅速,由151个发展到个发展到210个,个,增长了大约增长了大约39%,R63=0.88说明城镇分布已略呈凝集型。说明城镇分布已略呈凝集型。l以后虽然城镇总数虽然继续扩大,但因在此期间边远城镇以后虽然城镇总数
8、虽然继续扩大,但因在此期间边远城镇相对发展比较迅速,因此相对发展比较迅速,因此R指标反而略有增大。指标反而略有增大。第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第12页,此课件共58页哦二、点状分布的测度二、点状分布的测度2 中心位置及其测度l中项中心中项中心p画东西线画东西线AB;p画南北线画南北线CD;p交点即中心。交点即中心。1 空间分布的测度ABCD第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第13页,此课件共58页哦二、点状分布的测度二、点状分布的测度2 中心位置及其测度l平均中心(分布重心)平均中心(分布重心)p作作x,y轴;轴;p确定每一点的坐
9、标;确定每一点的坐标;p计算坐标均值。计算坐标均值。1 空间分布的测度y yOx x即为平均中心。即为平均中心。第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第14页,此课件共58页哦二、点状分布的测度二、点状分布的测度2 中心位置及其测度l区域重心的测度(补充)区域重心的测度(补充)p假设某一个区域由假设某一个区域由n个小区单元构成,其中个小区单元构成,其中,第第i个小区单元的中心坐标为个小区单元的中心坐标为(Xi,Yi),Mi为该小区单为该小区单元某种属性意义下的元某种属性意义下的“重量重量”,则该属性意义下,则该属性意义下的区域重心坐标为的区域重心坐标为:1 空间分布的测
10、度第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第15页,此课件共58页哦二、点状分布的测度二、点状分布的测度2 中心位置及其测度l区域重心的测度(补充)区域重心的测度(补充)p若属性值若属性值Mi为各小区单元的面积为各小区单元的面积,则空间均值则空间均值P就是区域的就是区域的几何中心几何中心。p当某一空间现象的空间均值显著区别于区域几当某一空间现象的空间均值显著区别于区域几何中心何中心,就指示了这一空间现象的不均衡分布就指示了这一空间现象的不均衡分布,或或称称“重心偏离重心偏离”。p偏离偏离方向方向指示了空间现象的指示了空间现象的“高密度高密度”部位部位,偏偏离的离的距离距离
11、则指示了均衡程度。则指示了均衡程度。1 空间分布的测度第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第16页,此课件共58页哦二、点状分布的测度二、点状分布的测度2 中心位置及其测度l区域重心的测度(补充)区域重心的测度(补充)p在实际问题的分析中在实际问题的分析中,对于一个较大的行政区域对于一个较大的行政区域:可以将(Xi,Yi)取为各次级行政区域单元,譬如省(市、区)的首府坐标;Mi可以为不同的属性值(譬如,人口、产值等)。1 空间分布的测度第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第17页,此课件共58页哦区域重心应用举例区域重心应用举例1 空间分布的
12、测度中国人口重心的迁移l取取Mi为总人口,采用为总人口,采用1978-1997年期间各省年期间各省(市、区)的人口数据,计算出每年的人口(市、区)的人口数据,计算出每年的人口重心坐标;重心坐标;l将其表示在经纬网平面坐标系中,并依次将将其表示在经纬网平面坐标系中,并依次将各个坐标点连接起来便可得到各个坐标点连接起来便可得到20年来中国年来中国人口重心的动态演化图。人口重心的动态演化图。第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第18页,此课件共58页哦第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第19页,此课件共58页哦区域重心应用举例区域重心应用举例1
13、空间分布的测度说明问题:l近近20年来年来,中国人口重心一直位于中国人口重心一直位于11329以东以东,3245以南。大大偏离了中国的几以南。大大偏离了中国的几何中心何中心(10350,36)。l在近在近20年内年内,中国人口重心呈现出缓慢稳定中国人口重心呈现出缓慢稳定地向西南方向移动。地向西南方向移动。第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第20页,此课件共58页哦1 1 空间分布的测度空间分布的测度三、线状分布的测度网络l(一)网络的基本概念(一)网络的基本概念p网络图网络图p与几何学中图形的区别与几何学中图形的区别v1v2v3v4v5v6e1e2e3e4e5v1v
14、2v3v4v5v6e1e2e3e4e5e6(a)图)图(b)图)图无向图无向图G=(V,E)有向图有向图G=(V,A)第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第21页,此课件共58页哦三、线状分布的测度三、线状分布的测度-网络网络(二)最短路径问题l1.引例:引例:1 空间分布的测度沿沿v1,v4,v7,v8,v9:4+6+4+2=16 单位单位沿沿v1,v2,v3,v6,v9:2+4+4+4=14 单位单位v1v2v3v4v5v64v7v8v964644442224第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第22页,此课件共58页哦三、线状分布的测度
15、三、线状分布的测度-网络网络一般情况下最短路径问题的叙述:l在有向图在有向图G=(V,A)G=(V,A)中,给定一个始点中,给定一个始点v v1 1和终点和终点v v9 9,对,对每条弧每条弧(v(vi i,v,vj j)A)A相应的有一个相应的有一个权权w wijij(称(称G G为赋权为赋权有向图)。有向图)。l最短路径问题,就是要求从始点最短路径问题,就是要求从始点v v1 1到终点到终点v v9 9的一条路,的一条路,使其在所有的从使其在所有的从v v1 1到到v v9 9的路径中,它是的路径中,它是总权总权最小的一最小的一条。条。lV V为点的集合,为点的集合,A A则为弧的集合。则
16、为弧的集合。1 空间分布的测度第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第23页,此课件共58页哦三、线状分布的测度三、线状分布的测度-网络网络2.标号法求最短路径(E.W.Dijkstra)l从始点从始点v v1 1开始,给每一个顶点记一个数(称为标号)。开始,给每一个顶点记一个数(称为标号)。l标标号号分分T T和和P P两两种种:T T标标号号表表示示从从始始点点v v1 1到到这这一一点点的的最最短短路路权权的的上上界界,称称为为临临时时标标号号;P P标标号号表表示示从从v v1 1到到该该点点的的最最短短路路权权,称称为固定标号。为固定标号。l已已得得到到P P
17、标标号号的的点点不不再再改改变变,凡凡是是没没有有标标上上P P标标号号的的点点,均均标上标上T T标号。标号。l算算法法的的每每一一步步均均把把某某一一点点的的T T标标号号改改变变为为P P标标号号。最最多多经经过过n-1n-1步,就可以得到从始点到每一点的最短路径。步,就可以得到从始点到每一点的最短路径。1 空间分布的测度第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第24页,此课件共58页哦三、线状分布的测度三、线状分布的测度-网络网络2.标号法求最短路径计算步骤l开开始始,给给v1标标上上P标标号号P(v1)=0。其其余余各各点点标标上上T标标号号,T(vj)=+。设
18、设vi是是刚刚刚刚得得到到P标标号号的的点点,考考虑虑所所有有这这样样的的点点vj:使使(vi,vj)A,以以及及vj的的标标号号是是T标标号号,则则修修改改vj的的T标标号号为为minT(vj),P(vi)+Wij。若若G中中没没有有T标标号号点点,则则停停止止,否否则则T(vj0)=min T(vj),vj是是T标号点,则把点标号点,则把点vj0的的T标号修改为标号修改为P标号。转入标号。转入继续。继续。1 空间分布的测度第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第25页,此课件共58页哦三、线状分布的测度三、线状分布的测度-网络网络例:求图中最短有向路径及其长度开始,
19、开始,P(v1)=0,T(vj)=+,(,(j=2,3,7)。第一步:第一步:S=1,I=1,T=2,3,4,5,6,7(v(v1 1,v,v2 2),(v),(v1 1,v,v3 3),(v),(v1 1,v,v4 4)A)A且且v v2 2、v v3 3、v v4 4是是T T标号点,标号点,则修改其则修改其T T标号为:标号为:1 空间分布的测度v4v6v1v3v7v2v59475113953226第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第26页,此课件共58页哦在所有的在所有的T T标号中,标号中,T(vT(v4 4)最小,于是令最小,于是令P(v4)=2。第二步
20、:第二步:S=2,I=4,T=2,3,5,6,7vv4 4刚得到刚得到P P标号,故考察标号,故考察v v4 4。(v(v4 4,v,v3 3),(v),(v4 4,v,v6 6)A)A且且v v3 3、v v6 6是是T T标号点,则修改其标号点,则修改其T T标号为:标号为:1 空间分布的测度在所有的在所有的T T标号中,标号中,T(vT(v6 6)最小,于是令最小,于是令P(v6)=5。第三章第三章 空间分布的测度和时间序列空间分布的测度和时间序列第27页,此课件共58页哦第三步:第三步:S=3,I=6,T=2,3,5,7vv6 6刚得到刚得到P P标号,故考察标号,故考察v v6 6。
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