Räumliche Autokorrelation (Morans I) (Räumliche Statistiken)
Zusammenfassung
Misst die räumliche Autokorrelation basierend auf Feature-Speicherorten und Attributwerten unter Verwendung von Global Moran's I-Statistikwerten.
You can access the results of this tool (including the optional report file) from the Results window. If you disable background processing, results will also be written to the Progress dialog box.
Weitere Informationen zur Funktionsweise der räumlichen Autokorrelation (Global Moran's I)
Abbildung
Verwendung
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Das Werkzeug "Räumliche Autokorrelation" gibt fünf Werte zurück: Moran's I-Index, erwarteter Index, Abweichung, Z-Ergebnis und p-Wert. Auf diese Werte kann im Ergebnisfenster zugegriffen werden. Sie können auch als abgeleitete Ausgabewerte zur möglichen Verwendung in Modellen oder Skripten übergeben werden. Optional erstellt dieses Werkzeug eine HTML-Datei mit einer grafischen Zusammenfassung der Ergebnisse. Wenn Sie im Ergebnisfenster auf die HTML-Datei doppelklicken, wird die HTML-Datei im standardmäßigen Internetbrowser geöffnet. Wenn Sie im Ergebnisfenster mit der rechten Maustaste auf den Eintrag "Meldungen" klicken und Ansicht wählen, werden die Ergebnisse in einem Meldungsdialogfeld angezeigt. Bei Ausführung dieses Werkzeugs im Vordergrund werden die Ausgabewerte auch im Fortschrittsdialogfeld angezeigt.
Hinweis:- Falls dieses Werkzeug Teil eines benutzerdefinierten Modellwerkzeugs ist, wird der HTML-Link nur im Ergebnisfenster angezeigt, wenn er vor dem Ausführen des Werkzeugs als Modellparameter festgelegt wird.
- Um die bestmögliche Anzeige von HTML-Grafiken zu erzielen, müssen Sie sicherstellen, dass der Monitor auf 96 DPI eingestellt ist.
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Mit dem Werkzeug "Räumliche Autokorrelation" können Sie auswerten, ob das von einer Gruppe von Features und einem zugeordneten Attribut gebildete Muster gruppiert, verteilt oder zufällig ist. Wenn das Z-Ergebnis oder der p-Wert auf statistische Bedeutung hinweist, zeigt ein positiver Moran's I-Indexwert eine Tendenz zur Cluster-Bildung und ein negativer Moran's I-Indexwert eine Tendenz zur Streuung an.
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Mit dem Werkzeug "Global Moran's I" wird ein Z-Ergebnis und ein p-Wert berechnet, die Aufschluss darüber geben, ob Sie die Nullhypothese ablehnen können oder nicht. In diesem Fall wird in der Nullhypothese davon ausgegangen, dass die Feature-Werte im Untersuchungsgebiet zufällig verteilt sind.
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Das Z-Ergebnis basiert auf der Berechnung per Zufallsnullhypothese. Weitere Informationen zu Z-Ergebnissen finden Sie unter Was ist ein Z-Ergebnis? Was ist ein p-Wert?
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Das Eingabefeld sollte eine Vielzahl von Werten aufweisen. Für diese Statistikberechnung ist es erforderlich, dass nicht alle Variablen den gleichen Wert aufweisen; eine Berechnung ist z. B. nicht möglich, wenn alle Eingabewerte 1 lauten. Wenn Sie mit diesem Werkzeug das räumliche Muster von Ereignisdaten analysieren möchten, können Sie dazu die Ereignisdaten zusammenfassen.
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Für Berechnungen, die auf der euklidischen Entfernung oder der Manhattan-Distanz basieren, sind zur genauen Messung von Entfernungen projizierte Daten erforderlich.
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In ArcGIS 10 wird die optionale grafische Ausgabe nicht mehr automatisch angezeigt. Stattdessen wird eine HTML-Datei mit einer Zusammenfassung der Ergebnisse erstellt. Um die Ergebnisse anzuzeigen, doppelklicken Sie im Ergebnisfenster auf die HTML-Datei. Benutzerdefinierte Skripte oder Modellwerkzeuge, die in Versionen vor ArcGIS 10 erstellt wurden und dieses Werkzeug verwenden, müssen ggf. neu erstellt werden. Um diese benutzerdefinierten Werkzeuge neu zu erstellen, öffnen Sie diese, entfernen den Parameter Ergebnisse grafisch anzeigen und speichern.
This tool will optionally create an HTML file summarizing results. HTML files will not automatically appear in the Catalog window. If you want HTML files to be displayed in Catalog, open the ArcCatalog application, select the Customize menu option, click ArcCatalog Options, and select the File Types tab. Click on the New Type button and specify HTML for File Extension.
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Für Linien- und Polygon-Features werden bei Entfernungsberechnungen Feature-Schwerpunkte verwendet. Für Multipoints, Polylinien oder Polygone mit mehreren Teilen wird der Schwerpunkt mithilfe des gewichteten arithmetischen Mittelpunkts aller Feature-Teile berechnet. Die Gewichtung für Punkt-Features ist 1, für Linien-Features "Länge" und für Polygon-Features "Fläche".
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Ihre Auswahl für den Parameter Konzeptualisierung von räumlichen Beziehungen sollte inhärente Beziehungen unter den Features, die analysiert werden, widerspiegeln. Je realistischer Sie modellieren können, wie Features im Raum interagieren, desto genauer werden die Ergebnisse. Empfehlungen. Weitere Tipps:
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FIXED_DISTANCE_BAND
Der Standardwert für den Parameter Entfernungsband oder Schwellenwertentfernung stellt sicher, dass jedes Feature mindestens über einen Nachbarn verfügt. Dies ist wichtig. Häufig ist dieser Standardwert jedoch nicht die am besten geeignete Entfernung für die Analyse.
Klicken Sie hier, um weitere Informationen zum Parameter Entfernungsband oder Schwellenwertentfernung zu erhalten.
- INVERSE_DISTANCE oder INVERSE_DISTANCE_SQUARED
Wenn für den Parameter Entfernungsband oder Schwellenwertentfernung der Wert 0 eingegeben wird, werden alle Features als Nachbarn aller anderen Features angesehen. Falls der Parameter leer gelassen wird, wird die standardmäßige Schwellenwertentfernung angewendet.
Gewichtungen für Entfernungen mit einem Wert von unter 1 sind instabil. Die Gewichtung für Features, die durch weniger als eine Entfernungseinheit (z. B. häufig bei Projektionen mit geographischen Koordinatensystemen) getrennt sind, ist 1.
Vorsicht:Die Analyse von Features mit einer Projektion per geographischem Koordinatensystem ist nicht zu empfehlen, wenn Sie eine Methoden der räumlichen Konzeptualisierung mit inverser Entfernung auswählen (INVERSE_DISTANCE, INVERSE_DISTANCE_SQUARED oder ZONE_OF_INDIFFERENCE).
Bei diesen Optionen mit inverser Entfernung erhalten zwei lagegleiche Punkte jeweils eine Gewichtung von 1, um das Dividieren durch 0 zu vermeiden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass Features nicht von der Analyse ausgeschlossen werden.
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FIXED_DISTANCE_BAND
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Zusätzliche Optionen für den Parameter Konzeptualisierung von räumlichen Beziehungen sind bei Verwendung der Werkzeuge Räumliche Gewichtungsmatrix erstellen oder Räumliche Gewichtung des Netzwerkes generieren verfügbar. Um diese zusätzlichen Optionen zu nutzen, verwenden Sie eines dieser Werkzeuge zum Konstruieren der Datei mit der räumlichen Gewichtungsmatrix vor der Analyse. Wählen Sie GET_SPATIAL_WEIGHTS_FROM_FILE als Parameter Konzeptualisierung von räumlichen Beziehungen aus, und geben Sie für den Parameter Gewichtungsmatrix-Datei den Pfad zur erstellten Datei mit der räumlichen Gewichtung an.
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Sie können Karten-Layer verwenden, um die Eingabe-Feature-Class zu definieren. Beim Verwenden eines Layers mit einer Auswahl sind nur die ausgewählten Features in der Analyse enthalten.
- Falls dieses Werkzeug Teil eines benutzerdefinierten Modellwerkzeugs ist, wird der HTML-Link nur im Ergebnisfenster angezeigt, wenn er vor dem Ausführen des Werkzeugs als Modellparameter festgelegt wird.
- Um die bestmögliche Anzeige von HTML-Grafiken zu erzielen, müssen Sie sicherstellen, dass der Monitor auf 96 DPI eingestellt ist.
- Dateien mit der räumlichen Gewichtungsmatrix im ASCII-Format:
- Gewichtungen werden unverändert verwendet. Fehlende Feature-zu-Feature-Beziehungen werden als Nullen behandelt.
- Wenn die Gewichtungen zeilenstandardisiert sind, sind die Ergebnisse für Analysen von Auswahlsätzen mit hoher Wahrscheinlichkeit fehlerhaft. Falls Sie eine Analyse für einen Auswahlsatz durchführen müssen, konvertieren Sie die Datei mit der räumlichen Gewichtung im ASCII-Format in eine SWM-Datei, indem Sie die ASCII-Daten in eine Tabelle einlesen. Verwenden Sie dann die Option CONVERT_TABLE in Verbindung mit dem Werkzeug Räumliche Gewichtungsmatrix erstellen.
- Datei mit der räumlichen Gewichtungsmatrix im SWM-Format
- Wenn die Gewichtungen zeilenstandardisiert sind, werden sie für Auswahlsätze neu standardisiert. Andernfalls werden Gewichtungen unverändert verwendet.
Das Ausführen der Analyse mit einer Datei mit der räumlichen Gewichtungsmatrix im ASCII-Format erfordert mehr Arbeitsspeicher. Für Analysen von mehr als ca. 5.000 Features sollten Sie erwägen, die Datei mit der räumlichen Gewichtungsmatrix im ASCII-Format in eine Datei im SWM-Format zu konvertieren. Fügen Sie als Erstes die ASCII-Gewichtungen in eine formatierte Tabelle ein (z. B. eine Excel-Tabelle). Führen Sie als Nächstes das Werkzeug Räumliche Gewichtungsmatrix erstellen mit der Option CONVERT_TABLE für den Parameter Konzeptualisierung von räumlichen Beziehungen aus. Die Ausgabe ist eine Datei mit der räumlichen Gewichtungsmatrix im SWM-Format.
Für Polygon-Features sollten Sie in der Regel immer die Option Zeile für den Parameter Standardisierung auswählen. Die Zeilenstandardisierung verringert die Verzerrung, wenn die Anzahl der Nachbarn der einzelnen Features eine Funktion des Aggregationsschemas oder Sampling-Prozesses ist, und die tatsächliche räumliche Verteilung der analysierten Variable nicht widergespiegelt wird.
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Das Hilfethema Modellierungen räumlicher Beziehungen enthält weitere Informationen zu den Parametern dieses Werkzeugs.
Beim Bereitstellen einer Gewichtungsmatrix-Datei mit der Erweiterung .SWM oder .swm erwartet dieses Werkzeug eine Datei mit der räumlichen Gewichtungsmatrix, die entweder mit dem Werkzeug Räumliche Gewichtungsmatrix erstellen oder Räumliche Gewichtung des Netzwerkes generieren erstellt wurde. Andernfalls erwartet dieses Werkzeug eine Datei mit der räumlichen Gewichtungsmatrix im ASCII-Format. Das Verhalten variiert in Abhängigkeit davon, welche Art von Datei mit der räumlichen Gewichtungsmatrix Sie verwenden:
It is possible to run out of memory when you run this tool. This generally occurs when you select Conceptualization of Spatial Relationships and/or Distance Band or Threshold Distance resulting in features having many, many neighbors. You generally do not want to define spatial relationships so that features have thousands of neighbors. You want all features to have at least one neighbor and almost all features to have at least eight neighbors.
Denken Sie beim Verwenden von Shapefiles daran, dass diese keine Nullwerte speichern können. Werkzeuge oder andere Verfahren, die Shapefiles aus Nicht-Shapefile-Eingaben erstellen, speichern bzw. interpretieren Nullwerte ggf. als Wert 0. Dies kann zu unerwarteten Ergebnissen führen. Weitere Informationen finden Sie unter Überlegungen zur Geoverarbeitung für die Shapefile-Ausgabe.
In ArcGIS 9.2 wurde die globale Standardisierung entfernt. Bei der globalen Standardisierung werden die gleichen Ergebnisse wie bei der Vorgehensweise ohne Standardisierung zurückgegeben. Modelle, die mit älteren Versionen von ArcGIS erstellt wurden und die Standardisierungsoption "Global" verwenden, müssen ggf. neu erstellt werden.
Syntax
Parameter | Erläuterung | Datentyp |
Input_Feature_Class |
Die Feature-Class, für die die räumliche Autokorrelation berechnet wird. | Feature Layer |
Input_Field |
Das numerische Feld, das beim Bewerten der räumlichen Autokorrelation verwendet wird. | Field |
Generate_Report |
| Boolean |
Conceptualization_of_Spatial_Relationships |
Gibt an, wie räumliche Beziehungen zwischen Features konzeptualisiert werden.
| String |
Distance_Method |
Gibt an, wie Entfernungen von den einzelnen Features zu benachbarten Features berechnet werden.
| String |
Standardization |
Eine Zeilenstandardisierung wird immer dann empfohlen, wenn die Verteilung der Features aufgrund einer Referenzpunkterfassung oder eines auferlegten Zusammenfassungsschemas möglicherweise verzerrt ist.
| String |
Distance_Band_or_Threshold_Distance |
Gibt einen Entfernungsgrenzwert für Optionen mit inverser Entfernung und Optionen mit fester Entfernung an. Features außerhalb des angegebenen Grenzwerts für ein Ziel-Feature werden in Analysen für dieses Feature ignoriert. Mit der Indifferenzzone wird jedoch der Einfluss von Features außerhalb der angegebenen Entfernung in Abhängigkeit der Entfernung reduziert, während die Features innerhalb des Entfernungsschwellenwerts gleichmäßig berücksichtigt werden. Der eingegebene Wert sollte dem Wert des Ausgabe-Koordinatensystems entsprechen. Bei Konzeptualisierungen von räumlichen Beziehungen mit inverser Entfernung gibt der Wert 0 an, dass keine Schwellenwertentfernung angewendet wird. Wenn dieser Parameter leer gelassen wird, wird ein Standardschwellenwert berechnet und angewendet. Dieser Standardwert ist die euklidische Entfernung, bei der sichergestellt wird, dass jedes Feature mindestens einen Nachbarn hat. Dieser Parameter hat keine Auswirkung, wenn räumliche Konzeptualisierungen vom Typ "Polygonnachbarschaft" oder "Abrufen von räumlichen Gewichtungen aus Datei" ausgewählt werden. | Double |
Weights_Matrix_File (optional) |
Der Pfad zu einer Datei mit räumlichen Gewichtungen, die räumliche Beziehungen zwischen Features definieren. | File |
Codebeispiel
Das folgende Skript im Python-Fenster veranschaulicht die Verwendung des Werkzeugs "Räumliche Autokorrelation".
import arcpy arcpy.env.workspace = r"c:\data" arcpy.SpatialAutocorrelation_stats("olsResults.shp", "Residual","NO_REPORT", "GET_SPATIAL_WEIGHTS_FROM_FILE","EUCLIDEAN DISTANCE", "NONE", "#","euclidean6Neighs.swm")
Das folgende eigenständige Python-Skript veranschaulicht, wie Sie das Werkzeug "Räumliche Autokorrelation" verwenden.
# Analyze the growth of regional per capita incomes in US # Counties from 1969 -- 2002 using Ordinary Least Squares Regression # Import system modules import arcpy # Set the geoprocessor object property to overwrite existing outputs arcpy.gp.overwriteOutput = True # Local variables... workspace = r"C:\Data" try: # Set the current workspace (to avoid having to specify the full path to the feature classes each time) arcpy.workspace = workspace # Growth as a function of {log of starting income, dummy for South # counties, interaction term for South counties, population density} # Process: Ordinary Least Squares... ols = arcpy.OrdinaryLeastSquares_stats("USCounties.shp", "MYID", "olsResults.shp", "GROWTH", "LOGPCR69;SOUTH;LPCR_SOUTH;PopDen69", "olsCoefTab.dbf", "olsDiagTab.dbf") # Create Spatial Weights Matrix (Can be based off input or output FC) # Process: Generate Spatial Weights Matrix... swm = arcpy.GenerateSpatialWeightsMatrix_stats("USCounties.shp", "MYID", "euclidean6Neighs.swm", "K_NEAREST_NEIGHBORS", "#", "#", "#", 6) # Calculate Moran's I Index of Spatial Autocorrelation for # OLS Residuals using a SWM File. # Process: Spatial Autocorrelation (Morans I)... moransI = arcpy.SpatialAutocorrelation_stats("olsResults.shp", "Residual", "NO_REPORT", "GET_SPATIAL_WEIGHTS_FROM_FILE", "EUCLIDEAN_DISTANCE", "NONE", "#", "euclidean6Neighs.swm") except: # If an error occurred when running the tool, print out the error message. print arcpy.GetMessages()
Umgebungen
- Ausgabe-Koordinatensystem
Die Feature-Geometrie wird vor der Analyse auf das Ausgabe-Koordinatensystem projiziert. Alle mathematischen Berechnungen basieren auf dem Raumbezug des Ausgabe-Koordinatensystems.