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1、空间数据分析实验报告最近距离法（NNI）在ArcGIS中的实现地理科学基地班 侯靖2009301110004一、实验目的1. 理解最邻近指数法测度空间模式的思想。2. 熟悉 ArcGis 的基本操作，能够用空间分析模块 Hawths Tools 工具进行最邻近指数的测 度。二、实验原理1.最临近距离法最邻近距离法（也称为最邻近指数法）使用最邻近的点之间的距离描述分布模式，形式 上相当于密度的倒数（每个点代表的面积），表示点间距离。最邻近距离法首先计算最邻近的点对应的平均距离，然后比较观测模式和已知模式之间 的相似性。一边将随机模式作为比较标准，如果观测模式的最邻近距离大于随机分布的最邻 近距离
2、，则观测模式趋于均匀，如果观测模式的最邻近距离小于随机分布模式的最邻近距离， 则趋于聚集分布。2最临近指数测度方法（NNI）NNI思想，首先对评价区内的任意一点都计算最邻近距离，然后取这些最邻近距离的均 值作为评价模式分布的指标。对于同一组数据，在不同的分布模式下得到的NNI是不同的， 根据观测模式的NNI计算结果与CSR模式的NNI比较，就可判断分布模式类型。一般而言，在聚集模式中，由于点在空间上多聚集于某些区域，因此点之间的距离小， 计算得到的NNI应当小于CSR的NNI；而均匀分布的最邻近距离大，且大于CSR下的NNI， 因此通过最邻近距离的计算和比较就可以评价和判断分布模式。方法：计算
3、任意一点到最邻近点的距离 dmin对所有的dmin按照模式中点的数量n,求平均距离，即d f d .mm一mmni=1在csr模式中同样可以得到平均的最邻近距离，其期望为玖dmin，根据理论研究，在CSR模式中平均最邻近距离与研究区域的面积A和事件数量n有关，考虑到研究区域的边界修正时，可以由下式表示E (d . ) = 1 Fmin 2 n+ (0.0541 +0.041)p通过上述推到，可以知道最邻近指数表示为d .minE (d.)minz(1) 如果R=1，说明观测事件过程来自于完全随机模式CSR，属于随机分布。(2) 如果RV1,说明大量事件点在空间上相互接近，属于空间聚集模式。(3
4、) 如果R1，说明点之间的最邻近距离大于CSR过程的最邻近距离，事 件模式中的空间点是相互排斥的趋向于均匀分布。三、实验准备1实验数据湖北省县级分布的.shp数据；湖北省乡镇及其大型企业的点分布.shp数据。图1原始数据图2实验环境实验在windows xp的操作系统环境中进行，使用ArcGis 9.3软件。四、实验步骤1.研究面状地物的选取在 ArcToolbox 中选择 Analysis Tools Extract Select,按属性选取NAME= 襄樊市”，并保存为文件bount_襄樊市.shp.点击确定后“襄樊市”面状地物被选择（这一步注 意SQL选择语句中的中英文引号的切换，语句中
5、一律使用英文输入的引号）。SBlecl匸I叵因图2面状地物的选取（注意图中方框部分的引号）2研究点状地物的选取在 ArcToolbox 中选择 Analysis ToolsExtractClip,在 Input Features选项中选择resp t.shp文件，在Clip Fea tures中选择boun t_襄樊市.shp文件严C BHEKlIllflUt B I LUF-13 uLpuL F-fe fa.Lub-4 El kE C|F : Idl Lab w.，1iilm.ju.，1iilm.ju.，1irip k_l-lip3 lkp” Cll D沁lur朋图3点状地物的选取3投影变换
6、对所选区域进行投影变换，使用ArcToolbox工具栏中的Project工具，选择路径为 Data Management ToolsProjections and TransformationsFeatureProject，在弹出的对话框中将投影方式变换为Gauss Kruger-Beijing 1954投影标准。由于襄樊市的经度在 112。左右，纬度在 32 左右,因此选择 Beijing1954 3 Degree GK CM 114E.pj 点击 modify 将原始纬度参数设为32点击确定进行转换。点层和面层均需进行投影转换。Bmwzt? for Cnordinatp Bjf聶七匕Etj
7、 iiiii19543 HesreeLOEE.nrjjins19543Decree3ECMBaijing15543GET CML05E.JIJ恥i jin19&13D bAdGKM Eflijirag19543 丁咿兀GK CMLOSE.prjjiug10543GECfflBeijing19543 BtgreeGK CML L LE.pijBeijing14:ItETteGECMIsijinE19543 II ： cr e eGK C1LL4E.BtJBeiJinE19543DecreeGECMEaijing15543 Bisrfl*GF CMLLTE.pijjing19543S b gT A
8、dGKM Eflijing19513 U停gGK CMlEOI.prjEi jing10543GECfflBflijing10543 DegreeGK CilL 23E.pijBti jing1054:叽事GECMjySfEs ijinc19543 II ： cr e eGK C1126E.prJjins19543DecreeGECMLcW id： |_cinque129E.Pi 1321 pz 1351.pz TSE.prj TBE.prjB1E prjB4E.prjB7E.prj9DE.prj111Name:13| CDDrdnatB SystemsCancelShcvi of type:
9、I fnlm nvn匕 th亡 c 4sysient n 貝 Fi 1砖之tt.ft IShow Help 图4选择投影4面积与周长的计算选择bount_襄樊市_Projectl图层，右击打开Open Attribute Table在属性Area栏右 击 Calculate Geometry。在弹出的 Calculate Geometry 对话框中点选 Use coordinate system of the data source选项，并在下拉选项中选择Square Meter作为数据单位，确定后计算出襄樊 市的面积为337296000m2。J H Att ributciS of bmmt_
10、Selcct l_Pro jcctID I SBramie 耳 匚页巨FEIIMETEH33729GDDD(i PcIjeRecord: HMUWT.SUIJUT.IDGioicL. D75121 5coil15湮奨市opoans 图5襄樊市面积计算选择 bount_襄樊市_Projectl 图层，右击打开 Open Attribute Table,在属性 Perimeter 栏右击 Calculate Geometry。在弹出的 Calculate Geometry 对话框中点选 Use coordinate system of the data source选项，并在下拉选项中选择Mete
11、r作为数据单位，确定后计算出襄樊市周长为110397m。rctTsiTiUnts:Cancel5； Kiasavsky 19WC Use CDcxdindtu system ciF theddtn frame;厂 CakulafcE selected 肇i:ords crly图6襄樊市周长计算5最近距离生成使用 Hawths Tools 模块，选择 HawthsToolAnalysis ToolsDistances between地物文件，respt_襄樊市_Projectl作为 目标文件,以FID为标识项，生成N*N 的距离矩阵和最邻近距离两个表格，可以 得到每个点的最邻近距离。Points
12、 ( Within Layer)在弹出的对话框中选择经过坐标转换后的点状L niqi-c D field三I厂 IirjltclerJ首r.nly th世 土衬匕二1曰fr=ilure. uzirg arly the skIscz kJlu匕pie? Ihe riildncp in曰hixOutputProcess crilj* the selected fealjres, use A.LL ealures i.o generate the dilance mafcriufV 匚leate- s N x N distance matrM III匡厂 Create a 1 x (N K N N
13、distance matrix file duplication present: A-8 and B A厂 匚rcate a 1 x (N K N NJ / 2 distance mat諒 file no dupication present: A-0 listed onH Oupul sunnrary distance 5taiishc$ anlp rninimum. mawmuni- mark standard dcYiabonr-7 Nearest naghbours: each poirt. find Uic closest pants to k and rerord the dis
14、tance ard ID in the attribute tablu.Fnd the tap hclose si pLiintg (max: 1 utput table to ciete deimk:ed tentfils:DeimSting ckiaractei (delault: comma):图7.最近距离生成ABCDEFGHIJU：D3C3E4CS-4EO949740.4S340S派;5143.227306. 67711976. 3T12494. 9612183.9214512.818866.8724454. 69546E143. 222164.1257229.两47409. 9437266. 9929590. 89213744.3119350. 565箕7306. 5772164. 125541X855287.8085361. 581?580. 20211587.4
