分類
常規統計分析
常規統計分析用於計算在一定地理範圍之內,地理要素屬性特徵的一些典型的統計參數,如求和、最大值、最小值、平均值、中值、標準差、方差、頻率等。例如:有一份華北地區2000年降雨量分布圖,為柵格數據,以—個地理格線代表地面5kinX 5kin的區域。想得到黃河流域各二級流域2000年降雨量,可以綜合運用GIS的疊加和統計功能,將黃河流域二級分區邊界圖疊加到華北降雨量圖上,GIS自動對各二級流域內的降雨量進統計,匯總成數據表。
將圖形的統計結果與2000年《黃河水資源公報》數據進行對比,可以分析空間數據的精度和誤差來源,對降雨模型的結構和算法進行校正。
回歸分析
地理系統是由各種地理要素組成的。各要素之間存在著相互聯繫、相互影響和相互制約,為了定量地研究它們之間的數量關係,常用相關分析法和回歸分析法來確定它們之間的關係和性質,並概括成數學模型,進而作出地理預測。
用於識別兩個地理要素之間或多個要素之間的相關關係。對於採集的多樣本數據,一般採用最小二乘法確定回歸參數。根據回歸函式關係式的不同,可以分為線性回歸、指數回歸、對數回歸等。圖表示的是河南省冬小麥單位面積產量與遙感獲得的植被指數(NDVI)之間的相關關係((分別用線性、三次多項式、指數函式進行回歸分析)。
其回歸分析的結果見下表。
函式名稱 | 函式表達式 | 回歸參數 | R² |
線性函式 | y=a+bx | a=0.995 | 0.7316 |
b=25.997 | |||
三次多項式 | y=ax³+bx²+cx+d | a=-5×10 | 0.7341 |
b=0.04 | |||
c=-6.78 | |||
d=553.96 | |||
指數 | y=ae | a=90.21 | 0.7255 |
b=0.004 |
趨勢面分析
地理系統最重要的特徵之一是它具有趨勢性。趨勢面是一種光滑的數學曲面,它能集中代表地理數據在大範圍內的空間變化趨勢,是實際曲面的一種近似值。趨勢面分析是套用數理統計學中的回歸分析原理,將地理變數(特徵)區分為趨勢性分量和局部性分量等,從而研究地理變數(特徵)的空間分布和變化規律的一種數學方法。
通常選用多項式作為趨勢面方程,這是因為任何函式在—定範圍內總可以用多項式來逼近,並通過調整多項式的次數來滿足趨勢面分析的需要。多項式趨勢面分析可以按多項式函式中自變數的個數分為:一維、二維和三維趨勢面分析等;每一種又按多項式的次數分為一次、二次、三次和四次等趨勢面。
地理統計圖表的繪製
地理統計圖是根據統計數據繪製的,是直觀地反映地理事物特點和聯繫的圖像,一般採用幾何線形和形象畫等形式來表明地理數據之間的對比關係。地理統計圖常用的形式有柱狀圖、線狀圖、扇狀圖、餅狀圖等。
柱狀圖
柱狀圖是說明地理事物絕對數量的圖。
繪法:
①用直角坐標,縱軸表示數量,橫軸表示時間序列或空間地域。
②在坐標軸旁側要註明數量或時間單位。
③柱狀的寬度要相等,柱狀間距要一致。
④每根柱條所反映的數據要嚴格按照比度(縱軸)定出地理坐標位置。如“降水量圖”、“各洲人口比較圖”、“各洲人口增長趨勢圖”、“世界用水量增長圖”等,均可用柱狀圖表示。
例如,根據下面的資料繪製該區降水量變化的柱狀圖,並說明變化特點。
年份 | 1990 | 1991 | 1992 | 1993 |
降水量/mm | 2600 | 1800 | 1000 | 2000 |
繪法:用直角坐標橫坐標表示年份(1990、1991、1992、1993);縱坐標表示降水量(最高值是2600 mm,最低值是1000 mm,一格代表1000mm)。
結論:根據圖表可直觀分析出該區降水量年際變化大。
線狀圖
線狀圖包括曲線圖和折線圖,表示地理事物的時間或空間分配規律。
曲線圖的線條要畫成光滑的曲線,折線圖的線條要畫成兩點間的連線。直角坐標的繪法與柱狀圖相同。如“地形剖面圖”、“氣溫垂直分布圖”、“海水表面鹽度、溫度分布圖”、“太陽黑子與降水量相關圖”、“人均耕地、人均糧食變化圖”、“我國人口增長圖”等均可繪製成線狀圖。
扇狀圖
扇狀圖可以反映某些地理事物局部與全部的比例關係。
繪法:
①先畫一個圓形。
②計算各部分在總體中所占比例。
③用所占比例折合成圓形角度數,按度數分割圓形為扇形面積。如“乾潔空氣主要成分圖”、“地殼中主要元素的質量分數圖”、“理想土壤成分的體積分數圖”、“世界水儲量與淡水儲量構成圖”、“我國農業產值構成圖”、“世界七大油區探明儲量構成圖”等均可用扇狀圖表示。
餅狀圖
餅狀圖在反映某些地理事物比例關係的同時,也反映總體的絕對值。
繪圖時注意圓柱體高度是總體的絕對值,上下兩個底仍是地理事物的比例關係,繪法與扇狀圖繪法相同。如繪“幾個國家或城市工業行業產值構成圖”,最好用此繪法,一目了然。
例如,鞍山工業總產值為80億元,其中冶金工業為主,已經占到總產值的40 010;吉林工業總產值為50億元,其中化學工業為主,占總產值60%。
繪法:
①首先根據總產值繪製鞍山和吉林兩地的圓柱體高度。
②根據所占比例推算鞍山冶金工業總產值所對應的扇面角度為40%×360°= 144°;吉林化工工業總產值所對應的扇面角度為60%×360°=216°。