空間的自己相関分析(Spatial Autocorrelation(Global Moran's I)) (空間統計)
サマリ
Global Moran's I 統計を使用してフィーチャの位置と属性値に基づいて、空間的自己相関を計測します。
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.
図
使用法
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[空間的自己相関分析(Spatial Autocorrelation(Morans I))] ツールは値を 5 つ返します。Moran I インデックス、期待されるインデックス、分散、Z スコア、p 値です。これらの値は、結果ウィンドウからアクセス可能であり、モデルまたはスクリプトでの潜在的な用途のために、出力値としても渡されます。オプションとして、このツールは結果の概要図を持つ HTML ファイルを作成します。結果ウィンドウで HTML ファイルをダブルクリックすると、デフォルトのインターネット ブラウザに HTML ファイルが開きます。結果ウィンドウでメッセージ エントリを右クリックして [表示] を選択すると、[メッセージ] ダイアログ ボックスに結果が表示されます。このツールを前景で実行すると、出力値が進捗ダイアログ ボックスにも表示されます。
注意:- このツールがカスタム モデル ツールの一部である場合、このツールを実行する前に HTML リンクをモデル パラメータとして設定すると、HTML リンクは結果ウィンドウのみに表示されるようになります。
- HTML グラフィックスを最適に表示するには、モニタを 96 DPI に設定します。
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[空間的自己相関分析(Spatial Autocorrelation(Morans I))] ツールは、1 組のフィーチャと関連付けられた属性に対して、明示的なパターンがクラスタ化するか、分散するか、不規則かを評価します。Z スコアまたは p 値が統計的に有意であると、正の Moran's I インデックス値はクラスタ化傾向を示し、負の Moran's I インデックスは分散傾向を示します。
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Global Moran's I ツールは、帰無仮説を否定できるかどうかを示す Z スコアと p 値を計算します。この場合、帰無仮説は、フィーチャ値が分析範囲にランダムに分布しているというものです。
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Z スコアは、ランダム化帰無仮説計算に基づいています。Z スコアについての詳細は、「Z スコアと p 値」をご参照ください。
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入力フィールドにはさまざまな値を含まなくてはいけません。この統計計算では、分析する変数に変異が存在する必要があります。たとえば、入力値がすべて 1 の場合、解は存在しません。このツールを使用してインシデント データの空間パターンを分析する場合は、インシデント データの集約を検討してください。
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ユークリッドまたはマンハッタン距離に基づく計算では、距離を正確に計測するために投影変換されたデータが必要です。
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ArcGIS 10 では、オプションのグラフィカルな出力は自動的に表示されません。その代わりに、結果を要約した HTML ファイルが作成されます。結果を表示するには、結果ウィンドウで HTML ファイルをダブルクリックします。ArcGIS 10 より前に作成された、このツールを使用するカスタム スクリプトまたはモデル ツールは、再構築することが必要になる場合があります。カスタム ツールを再構築するには、カスタム ツールを開いて、[出力結果をグラフィックスで表示] パラメータを削除し、再び保存します。
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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ライン フィーチャとポリゴン フィーチャの場合は、距離の計算にフィーチャの重心が使用されます。マルチポイント、ポリライン、または複数のパートを持つポリゴンの場合は、すべてのフィーチャ パートの加重平均中心を使用して重心が計算されます。加重は、ポイント フィーチャの場合は 1、ライン フィーチャの場合は長さ、ポリゴン フィーチャの場合は面積です。
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[空間リレーションシップのコンセプト] パラメータの選択には、解析対象のフィーチャ間の固有のリレーションシップが反映されている必要があります。フィーチャがスペース内で他のフィーチャとどのように相互作用するかを現実的にモデル化できるほど、結果も正確になります。これらの推奨事項をご検討ください。次に、別のヒントをいくつか紹介します。
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FIXED_DISTANCE_BAND
[距離バンドまたは距離の閾値] パラメータのデフォルト値は、各フィーチャに 1 つ以上の隣接フィーチャが存在することを保証します。このことは重要ですが、多くの場合このデフォルトは解析に使用する最も適切な距離ではありません。
[距離バンドまたは距離の閾値] パラメータの詳細については、ここをクリックしてください。
- INVERSE_DISTANCE または INVERSE_DISTANCE_SQUARED
[距離バンドまたは距離の閾値] パラメータに 0 を入力すると、すべてのフィーチャが他のすべてのフィーチャの近隣フィーチャと見なされます。このパラメータを空白のままにしておくと、デフォルトの距離の閾値が適用されます。
距離のウェイトが 1 未満の場合は、不安定になります。距離単位 1 未満で区切られたフィーチャ(地理座標系の投影では一般的)のウェイトは 1 です。
注意:逆距離ベースの空間コンセプト メソッド(INVERSE_DISTANCE、INVERSE_DISTANCE_SQUARED、または ZONE_OF_INDIFFERENCE)を選択した場合には、地理座標系の投影でのフィーチャの解析は推奨されません。
これらの逆距離オプションでは、ゼロ除算を回避するために、一致する 2 つのポイントにウェイト 1 が与えられます。これにより、フィーチャが解析から除外されることがなくなります。
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FIXED_DISTANCE_BAND
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[空間リレーションシップのコンセプト] パラメータの追加オプションは、[空間ウェイト マトリックスの作成(Generate Spatial Weights Matrix)] または [ネットワーク空間ウェイトの作成(Generate Network Spatial Weights)] ツールを使用したときに利用できます。これらの追加オプションを利用するには、これらのいずれかのツールを使用して、解析の前に空間ウェイト マトリックス ファイルを作成します。[空間リレーションシップのコンセプト] パラメータの場合は、GET_SPATIAL_WEIGHTS_FROM_FILE を選択し、[ウェイト マトリックス ファイル] パラメータの場合は、作成した空間ウェイト ファイルへのパスを指定します。
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マップ レイヤを使用して、入力フィーチャクラスを指定できます。解析対象として指定したレイヤの中で何らかのフィーチャが選択されている場合、選択されているフィーチャだけが解析の対象となります。
- このツールがカスタム モデル ツールの一部である場合、このツールを実行する前に HTML リンクをモデル パラメータとして設定すると、HTML リンクは結果ウィンドウのみに表示されるようになります。
- HTML グラフィックスを最適に表示するには、モニタを 96 DPI に設定します。
- ASCII 形式の空間ウェイト マトリックス ファイル:
- ウェイトは「そのまま」使用されます。フィーチャ対フィーチャのリレーションシップがない場合は、ゼロとして扱われます。
- ウェイトについて行の標準化を行うと、選択セットの解析で正しい結果は得られません。選択セットで解析を実行する必要があるときは、ASCII データをテーブルに読み込み、[空間ウェイト マトリックスの作成(Generate Spatial Weights Matrix)] ツールで CONVERT_TABLE オプションを使用して、ASCII 空間ウェイト ファイルを *.swm ファイルに変換します。
- *.SWM 形式の空間ウェイト マトリックス ファイル
- ウェイトについて行の標準化を行うと、ウェイトは選択セットに対して再標準化されます。それ以外の場合、ウェイトは「そのまま」使用されます。
ASCII 形式の空間ウェイト マトリックス ファイルで解析を実行すると、多くのメモリが消費されます。5000 を超えるフィーチャの解析で、ASCII 形式の空間ウェイト マトリックス ファイルを *.swm 形式ファイルに変換する場合を考えます。まず、ASCII ウェイトを Excel などに読み込んで表形式にします。次に、[空間ウェイト マトリックスの作成(Generate Spatial Weights Matrix)] ツールを、[空間リレーションシップのコンセプト] パラメータに CONVERT_TABLE を使用して、実行します。出力は、*.swm 形式の空間ウェイト マトリックス ファイルになります。
ポリゴン フィーチャの場合は、ほぼ常に [標準化] パラメータに [行] を選択することができます。[行の標準化] を行うと、解析対象の変数の実際の空間分布を反映するのではなく、各フィーチャの近傍の数が集約方式またはサンプリング プロセスの関数になるときに、偏りが緩和されます。
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このツールのパラメータの詳細については、「空間関係のモデリング」のヘルプ トピックをご参照ください。
ウェイト マトリックス ファイル に「.SWM」または「.swm」拡張子を付けると、このツールは [空間ウェイト マトリックスの作成(Generate Spatial Weights Matrix)] または [ネットワーク空間ウェイトの作成(Generate Network Spatial Weights)] ツールを使用して作成された空間ウェイト マトリックス ファイルを想定します。それ以外の場合、ツールは ASCII 形式の空間ウェイト マトリックス ファイルを想定します。場合によっては、使用する空間ウェイト マトリックス ファイルのタイプに応じて振舞いが変わります。
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.
シェープファイルを使用するときは、Null 値を格納できないため、注意が必要です。シェープファイル以外の入力からシェープファイルを作成するツールまたはその他の方法では、Null 値がゼロとして格納または解釈される場合があります。これにより、予想外の結果になる可能性があります。「ジオプロセシングでのシェープファイル出力の注意事項」もご参照ください。
ArcGIS バージョン 9.2 で、[グローバル] 標準化オプションが削除されました。[GLOBAL] 標準化オプションを指定すると、標準化なしと同じ結果が返されます。以前のバージョンの ArcGIS で構築された、[GLOBAL] 標準化オプションを使用するモデルは、再構築が必要になる場合があります。
構文
パラメータ | 説明 | データ タイプ |
Input_Feature_Class |
空間的自己相関が計算されるフィーチャクラスです。 | Feature Layer |
Input_Field |
空間的自己相関の評価時に使用される数値フィールドです。 | Field |
Generate_Report |
| Boolean |
Conceptualization_of_Spatial_Relationships |
フィーチャ間の空間リレーションシップをどのようにコンセプト化するかを指定します。
| String |
Distance_Method |
各フィーチャから隣接フィーチャまでの距離の計算方法を指定します。
| String |
Standardization |
行の標準化が推奨されるのは、サンプリングの設計や指定された集約方式によってフィーチャの分布が偏る可能性があるときです。
| String |
Distance_Band_or_Threshold_Distance |
[INVERSE_DISTANCE] オプションおよび [FIXED_DISTANCE_BAND] オプションの場合、ここで閾値を指定します。ターゲット フィーチャに対して指定したカットオフの外側のフィーチャは、そのフィーチャの解析では除外されます。[ZONE_OF_INDIFFERENCE] オプションの場合、ここで指定した閾値内にあるフィーチャの影響は等しく考慮され、閾値外にあるフィーチャの影響は距離に伴って減少します。入力する値は、出力座標系の値に一致している必要があります。 空間リレーションシップの逆距離のコンセプトの場合、値 0 は閾値の距離が適用されないことを示します。このパラメータを空白のままにすると、デフォルトの閾値が計算され、適用されます。このデフォルト値はユークリッド距離であり、すべてのフィーチャに 1 つ以上の隣接フィーチャがあることが保証されます。 空間コンセプトとして [POLYGON_CONTIGUITY] または [GET_SPATIAL_WEIGHTS_FROM_FILE] を選択した場合、このパラメータは効力を持ちません。 | Double |
Weights_Matrix_File (オプション) |
フィーチャ間の空間リレーションシップを指定する空間ウェイトが含まれたファイルへのパス。 | File |
コードのサンプル
次の Python ウィンドウ スクリプトは SpatialAutocorrelation(空間的自己相関分析)ツールを使用する方法を示しています。
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")
次のスタンドアロン Python スクリプトは SpatialAutocorrelation(空間的自己相関分析)ツールを使用する方法を示しています。
# 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()
環境
- 出力データの座標系
フィーチャ ジオメトリは分析に先立って出力座標系に投影されます。すべての数学的演算は、出力座標系の空間参照に基づいて実行されます。