第9章-DEM的地形統(tǒng)計分析課件

第9章DEM的地形統(tǒng)計分析1ppt精選版主要內(nèi)容基本統(tǒng)計量分級統(tǒng)計分析相關分析回歸分析趨勢面分析系統(tǒng)聚類分析2ppt精選版1.概述地形統(tǒng)計分析是指對描述地形特征的各種可量化的因子或參數(shù)進行相關、回歸、趨勢面、聚類等統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)各因子或參數(shù)的變化規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系，并選擇恰當?shù)囊蜃踊騾?shù)建立地學模型，從更深層次探討地形演化及其空間變異規(guī)律。3ppt精選版原始DEM數(shù)據(jù)及派生地形因子基本統(tǒng)計特征的分析地形因子的最大值、最小值、極差、中值、總和、平均值、離差、方差、標準差、頻數(shù)等基本統(tǒng)計量地形因子關聯(lián)特征及空間分布規(guī)律的研究對地形因子分析的主要內(nèi)容之一就是查明因子之間的相互關系和內(nèi)在聯(lián)系，并選定合適的因子建立地學模型，利用這種模型對地形的發(fā)展與動態(tài)做出數(shù)值預測。4ppt精選版5ppt精選版2.基本統(tǒng)計量6ppt精選版代表集中趨勢的統(tǒng)計量的含義及作用7ppt精選版代表離散程度的統(tǒng)計量的含義及作用8ppt精選版代表分布形態(tài)的統(tǒng)計量及其作用9ppt精選版統(tǒng)計量含義作用總和數(shù)據(jù)集中所有數(shù)據(jù)相加得 到的值總和一般用于求取總值及各種比值。通過 求取一定流域內(nèi)的溝壑總長度與總面 積，可以獲得該流域的溝壑密度。比率兩類物體或現(xiàn)象的數(shù)值之 比地表粗糙度即是以比率來表達的，它是 地表單元的曲面面積與其在水平面上 的投影面積之比。高程變異系數(shù)以某區(qū)域高程標準差和平 均值的比值來表示。比例某類物體或現(xiàn)象的數(shù)值與 其總數(shù)之比種類一定區(qū)域內(nèi)，出現(xiàn)多少種 不同的值例如在不同高程區(qū)域內(nèi)植物、動物或其他 研究對象的種類的統(tǒng)計。反映區(qū)域生 物的多樣性。其他統(tǒng)計量10ppt精選版3.分級統(tǒng)計分析分級是對數(shù)據(jù)進行加工處理的一種重要方法，通過分級可以把數(shù)據(jù)劃分成不同的級別，體現(xiàn)數(shù)據(jù)自身的特征，為應用研究及專題制圖提供基礎。DEM數(shù)據(jù)分級的應用目的有兩點：一是為了分級后，圖面制圖效果好，有利于用戶讀圖；二是用不同的分級方法來突出顯示制圖區(qū)域內(nèi)不同的地貌特征。11ppt精選版分級的原則科學性原則：分級指標的確定要遵循一定的科學規(guī)律；完整性原則：整個數(shù)據(jù)集中的所有數(shù)據(jù)都應被分到不同的級別中，沒有遺漏，而且同一數(shù)據(jù)集中的每一數(shù)據(jù)只能被分到某一級別中，不能同時分到兩個或多個級別中；適用性原則：對于一個數(shù)據(jù)集，應該根據(jù)研究或應用的需要選擇合適的分級方法，使得分級結(jié)果能較好地滿足目的；美觀性原則：分級方法及分級數(shù)目的確定不但要依據(jù)研究目的，還要注重制圖效果，制作專題地圖不僅要體現(xiàn)數(shù)據(jù)的空間分布特征，還要使得圖面色彩平衡，特征明顯，易于理解。12ppt精選版分級統(tǒng)計的方法單一分級法和復合分級法等值分級法和不等值分級法自定義分級法和模式分級法13ppt精選版14ppt精選版不同分級體系下坡度的分級結(jié)果15ppt精選版16ppt精選版分位數(shù)分級結(jié)果圖等面積分級結(jié)果圖17ppt精選版18ppt精選版∑∑∑∑∑4.相關分析

空間自相關

按照地理學第一定律，空間的事物總在不同程度上相 互聯(lián)系與制約，而相近的事物之間的影響通常大于較 遠事物的影響。這種現(xiàn)象被稱為空間自相關。 莫蘭指數(shù)度量空間自相關n×I=

nmi=1j=1

nm i=1j=1wij(xi?xm)(xj?xm)

n

wij×(xi?xm)2

i=119ppt精選版正負地形空間分布的空間自相關特征20ppt精選版半變異函數(shù)和協(xié)方差函數(shù)21ppt精選版∑∑∑?x)地形因子相關分析

單相關=iirxy2

ni=1

n i=1(x

?y)(yi?y)(xi?x)(y

n

2

i=122ppt精選版偏相關當研究某一個因子對另一個因子的影響或相關程度時，把其他因子的影響視為常數(shù)（保持不變），即暫時不考慮其他因子的影響，而單獨研究兩個要素之間的相互關系的密切程度，這稱為偏相關。23ppt精選版復相關

一個因子的變化往往受多種要素的綜合作用和影響，而單相關或偏相關分析的方法都不能反映各要素的綜合影響，所以就必須用復相關的分析法來解釋幾個因子與某一個因子之間的復相關程度。復相關程度用復相關系數(shù)來度量，復相關系數(shù)介于0~1之間，復相關系數(shù)越接近于1，則表明要素之間的相關程度越密切。復相關系數(shù)必大于或至少等于單相關系數(shù)的絕對值。復相關系數(shù)的顯著性檢驗，一般采用F檢驗法。24ppt精選版5.回歸分析回歸分析是利用回歸方程來確定一個因變量和一個或多個自變量的關系，可用于預測和估算。根據(jù)所引入的自變量的來源不同直接將DEM數(shù)據(jù)的位置信息和高程作為自變量進行回歸分析；將基于DEM所提取的地形因子作為自變量進行回歸分析；用基于DEM提取的地形因子結(jié)合其他地學特征、社會或經(jīng)濟因素作為自變量進行回歸分析。25ppt精選版直接利用DEM數(shù)據(jù)的回歸直接利用DEM的數(shù)據(jù)進行回歸分析包括利用DEM的位置信息和DEM的高程信息作為自變量來建立回歸方程，或者僅利用高程信息作為自變量來建立回歸方程。26ppt精選版地形因子參與的回歸將基于DEM所提取的地形因子作為自變量來進行回歸分析，研究并確定地形因子與研究問題之間的回歸方程，從而得到所研究的對象隨地形變化而表現(xiàn)的規(guī)律。27ppt精選版地形因子與非地形因子的回歸基于DEM地形分析研究的問題并不僅僅與地形有關，很多還與社會、經(jīng)濟和自然資源等方面的問題有關。在研究這些問題時，回歸分析中的自變量就不僅僅只是DEM的高程信息和基于DEM提取的地形因子，它可能還會包括其他因素。28ppt精選版29ppt精選版回歸分析中應注意兩個方面自變量地形因子的選擇回歸方程的檢驗30ppt精選版6.趨勢面分析在基于DEM的地形分析中，常常需要對離散的空間數(shù)據(jù)進行空間的趨勢分析,從而確定空間數(shù)據(jù)的分布規(guī)律及其發(fā)展趨向。對空間離散數(shù)據(jù)的規(guī)律性分布的解求，常常使用趨勢面分析的方法。31ppt精選版32ppt精選版33ppt精選版7.系統(tǒng)聚類分析系統(tǒng)聚類方法可應用在DEM的地貌分類中。系統(tǒng)聚類根據(jù)地理要素間的相似程度，逐步合并為若干類別。系統(tǒng)聚類分析的基本思想是：假定研究對象存在不同的相似程度，根據(jù)觀測樣找出并計算度量因子間相似程度的統(tǒng)計量（如距離系數(shù)、相似系數(shù)等），按相似性統(tǒng)