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1、地统计学上机实验指导一、实验目的和要求1、 实验目的 力图通过本实验课程的学习，掌握地统计学的基本概念、基本操作方法，并能够根据 实验结果做出合理的解释。2、 实验要求 本实验课程主要学习探索性空间数据分析、结构分析（计算和模拟临近位置的表面属性）、表面预测与结果评估。要求学生实验前认真准备，实验后提供实验报告，给出详细的实验过程和实验结果。 实验报告的格式应采用统一的实验报告纸。实验报告内容应包括：实验名称、目的、 内容和实验步骤、实验结果说明。二、实验环境介绍实验软件：选用ESRI公司ArcGIS软件的地统计（Geos tat is tics ）分析扩展模块。三、实验内容和学时分配实验内容
2、周次学时数1以 Ex 之 相1952-1970年国内生产总值及其构成数据为资料，以Office cel软件为平台相关分析：绘制散点图判断国内生产总值与第一、二、三产业 间的相关关系；计算国内生产总值与第一、二、三产业之间的 关系数；对相关系数进行检验。622以 Ex 方1952-1970年国内生 cel软件为平台 一兀线性回归分析： 程参数，可决系数、产总值及其构成数据为资料，以Office 一兀线性回归方程的建立（一兀线性回归标准误差值的计算）、回归方程的评价623探索性数据分析：熟悉数据分析工具；检验数据分布；寻找数据离群值；全局趋势 分析；空间自相关及方向变异；多数据集协变分析724利用
3、空间确定性插值法 反距离加权插值；全局 数插值生成高程曲面：多项式插值；局部多项式插值；径向基函825用克里格法内插生成曲面（普通克里格插值和简单克里格插值）1026用泛克里格法内插生成曲面（泛克里格法插值、趋势剔除、数据 验证、标准误差预测图的生成）1227用协同克里格法及其他克里格法内插生成曲面（包括指示、概率、 析取、协同克里格法插值，并掌握不同模型的比较方法）1428制作臭氧浓度图：数据检查；制作臭氧浓度图；模型对比；创建臭氧超出某一临界 值的概率图；生成最终成果图162实验一 相关分析一、实验目的1、掌握在 Office Excel 软件中进行直方图、折线图、饼图、散点图的绘制2、掌
4、握在 Office Excel 软件中进行相关分析（包括散点图绘制、相关系数计算 相关性解释）。二、实验准备数据准备：1952-1970 年国内生产总值及其构成年份国内生产总值第一产业第二产业第三产业1952679342.9141.8194.31953824378192.5253.51954859392211.7255.31955910421222.2266.819561028443.9280.7303.41957106843031732119581307445.9483.5377.619591439383.8615.5439.719601457340.7648.2468.1196112204
5、41.138839019621149.3453.1359.3336.919631233.3497.5407.6328.219641454559513.5381.519651716.1651.1602.2462.819661868702.2709.5456.319671773.9714.2602.8456.919681723.1726.3537.3459.519691937.9736.2689.1512.619702252.7793.3912.2547.2三、实验内容与步骤1、绘制直方图、散点图（1）绘制国内生产总值与年份的直方图国内生产总值02值总产生内国10009008001952 1953
6、 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970年份2) 绘制第一产业、第二产业、第三产业与年份的直方图和折线图国民三大产业生产总值第一产业第二产业 第三产业00000054000000321元（值总产生079969869769669569469369269169069959859759659559459359259国民三大产业生产总值第一产业 第二产业 第三产业9000005430000021元（值总产生0791969186917691669156914691369126
7、91份16910691959185917591659155914591359125912、简单线性相关分析 分析国民生产总值与第一产业的相关性？(1) 绘制相关图(2) 计算简单相关系数 函数计算法：correl(arrayl,array2)利用分析工具计算(3) 给定显著性水平为0.1,进行相关系数t-检验t =11 - r 2 n - 2 相关系数的 t 值=r/sqrt(l-2)/(19-2) t 临界值=tinv(0.05,n-2)若 abs(t)= t 临界值，则相关性显著。 P值=tdist(t,n-2,2)(tdist返回t分布的百分点)若PvO.l,贝V认为相关性显著。实验二
8、回归分析一、实验目的掌握在Office Excel软件中利用图表、excel函数、分析工具进行一元线性回归 分析，并能够对回归分析结果进行解释。二、实验内容（1）利用函数进行回归分析函数名功能语法格式INTERCEPT兀线性回归模型的x估计值（截距INTERCL.PY( F-X)SLOPE兀线性回归模型8的估计值（斜率）SLOPE(Y.X1RSQ元线性回归模型的可决蔡数（庄）RSQ(Y?X)FORK AST依照一元线性回归模型的预测值FORECAST(NEW- X.Y.X)依照一元线性回归模型.话1标准:逞差值STE(Y,X)一元回归方程的评价A、 拟合优度的评价r2, SyxyxB、假设检验
9、t-检验F-检验2）利用图表进行回归分析添加趋势线（3）利用 excel 分析工具进行回归分析步骤 参数解释回归统计Multiple RR SquareAdjusted R Square 标准误差观测值相关系数，表示变量x与y相关程度的大小 可决系数，自变量解释因变量变差的程度 调整复测定系数，用于多元回归分析 估计标准误差，计算与回归有关的其他统计量 观测值个数方差分析（通过F-检验判断回归彳模型的回归效果）Df（自由 度）SS （离差平 方和）MS （均 方差）F（F统 计量）SignificanceF （显著水平下F的临界值）回归分析估计值与均值之差残差观察值与估计值之差总计观察值与均值
10、之差回归参数表（回归方程的描述和回归参数的推断）Coefficients（截距、斜率）标准误差 （系数的 标准误差）t Stat （样本 统计量 t值）P-value （系数的 p值）Lower95%Upper95%下限95.0%上限95.0%Intercept （截距各 项指标）第一产业 （斜率各 项指标）实验三 探索性数据分析1、实验目的熟练掌握 ArcGIS 中的探索性空间数据分析工具，能利用这些工具检验 数据分布、寻找数据离群值、分析数据的全局趋势、空间自相关及方向变异 性。2、实验数据美国加州轮廓图（ca_outline.shp）臭氧采样点数据（ca_ozone_pts.shp）二氧
11、化氮采样点数据（ca_N02_pts.shp）Outliers.shp3、实验内容（以 ca_NO2_pts.shp 数据为例说明）1、检验数据分布用直方图检验数据分布用QQplot图检验数据分布2、寻找全局和局部离群值 用直方图查找离群值 用半变异/协方差函数云识别离群值 通过 Vonoroi 地图寻找离群值3、全局趋势分析4、检测空间自相关及方向变异4、实验要求：（1）检验臭氧采样点上高程、臭氧（ozone）浓度的数据分布、寻找其中是否有全局或局部离群值（若有，标示在图上或给出其 ID 号）（2）对臭氧采样点进行全局趋势分析（南北方向、东西方向、东北西南 方向、西北东南方向的空间变化趋势）
12、、检测其是否存在空间自相关 及方向变异。（3）判断 Outliers.shp 数据高程字段、 PM10AGM 字段是否有离群值，若有， 标示在图上并给出其 FID 号及对应属性值。实验四 利用空间确定性插值法生成高程曲面一、实验目的掌握利用ArcGIS中的地统计分析模块，进行空间确定性插值。二、实验数据美国加州轮廓图(ca_outline.shp)臭氧采样点数据(ca_ozone_pts.shp)三、实验内容1、反距离加权插值 I r-*-. r f注意事项： 分区：避免在某个特定方向上倾斜当采样点在横断面或格网上采集时特别有用当分区中最小点数无法满足时 交叉验证If not enough p
13、oints are available within the search neighborhood, the software selects the nearest available points (this yellow point belongs to the upper-right sector).Only two points are available in this sector.验证首先删除部分数据（称作检测数据集）然后使用剩余的数据（称作 训练数据集）研究趋势及用来作预测的自相关模型。2、全局多项式插值3、局部多项式插值4、径向基函数插值实验五 用克里格法内插生成曲面一、实验目的1、掌握利用 ArcGIS 中的地统计分析模块，进行普通克里格插值和简单克里格插 值。理解克里格法生成的不同表面类型的含义、掌握趋势剔除、半变异函数协 方差函数建模、搜索邻域确定、不同模型比较
