Índice | |
●Capítulo 1 Introdução 1 1.1 Conceito de análise espacial 1 1.2 Teoria e métodos de análise espacial 2 1.2.1 Diferenças entre análise espacial e outras análises de dados 2 1.2.2 Base teórica da análise espacial 3 1.2.3 Sistema de método de análise espacial 3 1.3 Progresso da pesquisa e aplicação da análise espacial 4 1.3.1 Origem e desenvolvimento da análise espacial 4 1.3.2 Aplicação da análise espacial 6 1.4 Análise Espacial e Ensino 7 1.5 Software comumente usado para análise espacial 12 1.5.1 ArcGIS 13 1.5.2 GeoDa 13 1.5.3 Linguagem R 15 Trabalho de casa 16 Referências 16 Capítulo 2 Exploração e Análise de Dados Espaciais 20 2.1 Exploração e Análise de Dados 20 2.1.1 Histograma 21 2.1.2 Diagrama de caule e folha 23 2.1.3 Diagrama de caixa 24 2.1.4 Gráfico de dispersão 26 2.1.5 Gráfico de coordenadas paralelas 29 2.1.6 QQ Figura 31 2.2 Exploração e Análise de Dados Espaciais 32 2.2.1 Definição 32 2.2.2 Mapeamento 34 2.2.3 Tecnologia Interativa 35 2.2.4 Comap e Coplot 38 2.2.5 Análise de tendências 41 2.2.6 Diagrama de Voronoi 42 2.3 Pré-processamento de dados 44 2.3.1 Transformação normal 44 2.3.2 Desagregação 45 2.4 Prática de Informática - Exploração e Análise de Dados 46 2.4.1 Histograma 46 2.4.2 Diagrama de caixa 49 2.4.3 Gráfico de dispersão 53 2.4.4 Gráfico de coordenadas paralelas 57 2.5 Prática de Informática - Exploração e Análise de Dados Espaciais 58 2.5.1 Produção de mapas temáticos 59 2.5.2 Comap e Coplot 61 2.5.3 Análise de tendências 62 2.5.4 Diagrama de Voronoi 63 Tarefa de casa 65 Referência 66 Capítulo 3 Distribuição Espacial e Análise de Padrões de Pontos 67 3.1 Tipo de distribuição espacial e descrição dos parâmetros 67 3.1.1 Densidade de distribuição e média 67 3.1.2 Centro de Distribuição 68 3.1.3 Distância 68 3.1.4 Eixo de distribuição 69 3.2 Análise de padrões de pontos 70 3.2.1 Análise de amostra 72 3.2.2 Estimativa da densidade do kernel 76 3.2.3 Análise do vizinho mais próximo 78 3.2.4 Método de função 81 3.3 Estudo de caso 82 3.3.1 Análise de amostra 82 3.3.2 Estimativa da densidade do kernel 83 3.3.3 Análise do vizinho mais próximo 84 3.3.4 Método da função K 85 3.4 Prática de Informática 85 3.4.1 Análise de amostra 86 3.4.2 Análise de densidade do kernel 91 3.4.3 Análise média do vizinho mais próximo 94 3.4.4 Análise da Função K de Ripley 96 Lição de casa 98 Referências 98 Capítulo 4 Análise de Autocorrelação Espacial 100 4.1 Visão geral da autocorrelação espacial 100 4.1.1 O conceito de autocorrelação espacial 100 4.1.2 Principais métodos de autocorrelação espacial 100 4.1.3 Aplicações da Autocorrelação Espacial 101 4.2 Matriz de Peso Espacial 102 4.3 Análise de Autocorrelação Espacial Global 104 4.3.1 Método I de Moran 104 4.3.2 Método C de Geary 107 4.3.3 Método G geral 107 4.3.4 Método de contagem de junção 108 4.4 Análise de Autocorrelação Espacial Local 109 4.4.1 Teoria LISA 109 4.4.2 Método do Índice de Moran Local 110 4.4.3 Método do índice Gi e G*i 111 4.4.4 Comparação entre Getis G*i e Moran Local 113 4.5 Análise Gráfica de Autocorrelação Espacial 114 4.5.1 Diagrama de dispersão espacial 114 4.5.2 Diagrama de coeficiente de autocorrelação espacial 114 4.6 Estudo de caso 115 4.6.1 Método Global de Moran I 117 4.6.2 Método G Geral 117 4.6.3 Método Moran local 120 4.6.4 Método do Índice G*i Local 120 4.6.5 Método de Moran local de duas variáveis 120 4.7 Prática de Informática - Metais Pesados no Solo 122 4.7.1 Análise de Autocorrelação Espacial Global Moran I 122 4.7.2 Análise de autocorrelação espacial geral Getis-Ord G 127 4.8 Prática de Informática - Descarte de Efluentes Industriais 129 4.8.1 Análise de autocorrelação do espaço de Moran local 129 4.8.2 Método de análise de autocorrelação espacial Getis-Ord G*i (análise de ponto quente) 133 4.8.3 Análise de autocorrelação espacial de Moran local bivariada 134 Lição de casa 136 Referências 136 Capítulo 5 Análise de Regressão Espacial 138 5.1 Modelo de Regressão Linear Ordinária 140 5.1.1 Fórmula do modelo de regressão linear e hipóteses clássicas 140 5.1.2 Mínimos Quadrados Ordinários 142 5.1.3 Método da Verossimilhança Ótima 143 5.1.4 Comparação de dois métodos de estimativa 144 5.1.5 Análise dos resultados do modelo de regressão linear ordinária 145 5.2 Modelo de regressão espacial 148 5.2.1 Modelo teórico de regressão espacial 148 5.2.2 Modelo de Erro Espacial 149 5.2.3 Modelo de histerese espacial 149 5.2.4 Testes estatísticos de modelos de regressão espacial 149 5.3 Modelo de Regressão Geograficamente Ponderada 156 5.3.1 Modelo Teórico de Regressão Geograficamente Ponderada 156 5.3.2 Função de Peso Espacial 157 5.3.3 Método de otimização da largura de banda da função de peso 159 5.4 Estudo de caso 160 5.4.1 Modelo de Regressão de Mínimos Quadrados Ordinários 160 5.4.2 Modelo de regressão espacial 162 5.4.3 Modelo de Regressão Geograficamente Ponderada 164 5.5 Prática de Informática 165 5.5.1 Análise de Regressão de Mínimos Quadrados Ordinários 165 5.5.2 Análise de regressão espacial 167 5.5.3 Análise de Regressão Geograficamente Ponderada 172 Tarefa de casa 175 Referências 175 Capítulo 6 Interpolação Espacial 177 6.1 O conceito e o significado da interpolação espacial 177 6.2 Sistema de classificação de interpolação espacial 177 6.3 Interpolação global espacial 177 6.3.1 Interpolação Polinomial Global 217 6.3.2 Interpolação de Função de Transformação 178 6.4 Interpolação Local Espacial 179 6.4.1 Método de interpolação de polígono de Thiessen 179 6.4.2 Método do vizinho natural 179 6.4.3 Interpolação de triangulação 180 6.4.4 Método de ponderação de distância inversa 180 6.4.5 Interpolação Polinomial Local (Interpolação Móvel) 182 6.4.6 Método da Média Móvel Simples 182 6.4.7 Interpolação de função de base radial 203 6.4.8 Interpolação de spline 203 6.4.9 Método de krigagem 183 6.5 Estudo de caso 184 6.5.1 Método de superfície de tendência 184 6.5.2 Interpolação de função de base radial 204 6.5.3 Interpolação de função Spline 201 6.5.4 Interpolação de Vizinhos Naturais 201 6.5.5 Interpolação ponderada de distância inversa 214 6.5.6 Interpolação de krigagem 206 6.6 Prática de Informática 186 6.6.1 Método de superfície de tendência 187 6.6.2 Interpolação de função de base radial 208 6.6.3 Interpolação de função spline 219 6.6.4 Interpolação de Vizinhos Naturais 203 6.6.5 Interpolação ponderada de distância inversa 203 6.6.6 Interpolação de krigagem 205 Lição de casa 197 Referências 197 Capítulo 7 Geoestatística 198 7.1 Uma visão geral da geoestatística 198 7.1.1 O conceito e o desenvolvimento da geoestatística 198 7.1.2 Diferenças entre geoestatística e estatística tradicional 200 7.1.3 Campos de aplicação da geoestatística 201 7.2 Teoria das variáveis regionalizadas 201 7.2.1 Funções aleatórias, processos aleatórios e campos aleatórios 201 7.2.2 Variáveis regionalizadas 202 7.2.3 Distribuição de Probabilidade 203 7.2.4 Suposição Estacionária 203 7.2.5 Suposições intrínsecas 204 7.2.6 Função de covariância e variograma 204 7.3 Função Semivariograma e sua Análise Estrutural 205 7.3.1 Gráfico de Nuvem de Semivariância 205 7.3.2 Função semivariograma empírica 207 7.3.3 Função semivariograma teórica 208 7.3.4 Análise Estrutural de Funções de Semivariograma 213 7.4 Interpolação de Krigagem 216 7.4.1 Visão geral da Krigagem 216 7.4.2 Krigagem de Predição Linear 217 7.4.3 Krigagem Preditiva Não Linear 221 7.4.4 Cokrigagem 222 7.4.5 Resumo e comparação de vários métodos de krigagem 224 7.5 Estudo de caso 225 7.5.1 Krigagem Ordinária 225 7.5.2 Interpolação de Krigagem Simples 226 7.5.3 Interpolação de Krigagem Universal 226 7.5.4 Krigagem Indicadora 226 7.5.5 Krigagem Disjuntiva 227 7.5.6 Cokrigagem 227 7.6 Prática de Informática 228 7.6.1 Krigagem Ordinária 229 7.6.2 Interpolação de Krigagem Simples 238 7.6.3 Interpolação de Krigagem Universal 238 7.6.4 Krigagem de Indicadores 239 7.6.5 Interpolação de Krigagem Disjuntiva 240 7.6.6 Interpolação de Co-Krigagem 250 Trabalho de casa 255 Referências 256 Capítulo 8 Simulação Estocástica 258 8.1 Simulação Estocástica e Simulação Estocástica Espacial 258 8.1.1 Conceito e Desenvolvimento de Simulação Estocástica 258 8.1.2 Simulação aleatória espacial 258 8.1.3 Simulação aleatória espacial e interpolação de krigagem 259 8.1.4 Desenvolvimento de simulação estocástica espacial 259 8.2 Simulação Gaussiana Sequencial 261 8.2.1 Teoria básica da simulação gaussiana sequencial 261 8.2.2 Exemplo: Simulação espacial de propriedades do solo 263 8.3 Geoestatística Gaussiana 269 8.3.1 Simulação geoestatística gaussiana 269 8.3.2 Exemplo: Avaliação da distribuição de probabilidade de qualidade do ar excedendo o padrão na China 271 8.4 Prática de Informática 275 Lição de casa 283 Referências 284 Capítulo 9 Análise Multivariada Espacial 285 9.1 Análise de Componentes Principais 285 9.1.1 A ideia básica da análise de componentes principais 285 9.1.2 Derivação matemática da análise de componentes principais 286 9.1.3 Operação de rotação 288 9.1.4 Análise de Componentes Principais em Aplicações Práticas 289 9.1.5 Caso 1: Zoneamento de Plantio e Utilização em Vilas e Cidades do Condado de Longyou 289 9.1.6 Caso 2: Análise de fontes de poluição por metais pesados 294 9.2 Análise de Cluster 297 9.2.1 Definição de Agrupamento e Medição de Similaridade 297 9.2.2 Métodos de agrupamento 298 9.2.3 Caso: Zona de Plantio e Utilização 303 do Condado de Longyou 9.3 Prática de Informática 305 9.3.1 Análise de Componentes Principais 306 9.3.2 Análise de Cluster 312 Tarefa de casa 317 Referências 317 Capítulo 10 Prática Integrada: Identificando Estruturas Urbanas Policêntricas 318 10.1 Histórico do caso 318 10.2 Dados e Software 318 10.3 Processo de operação 319 10.3.1 Identificação dos principais centros 319 10.3.2 Identificação de centros secundários 321 10.4 Experimentos e Discussões Comparativas 325 Referências 326 Apêndice 1 Tabela de quantil superior de distribuição qui-quadrado 327 Apêndice 2 Dados do caso e operações do computador 329 |
breve introdução | |
Este livro é guiado pelas necessidades e problemas atuais na área de recursos ambientais, com foco na teoria e no sistema metodológico da análise espacial geográfica, e busca combinar as técnicas e métodos representativos de análise espacial neste campo com aplicações práticas. Este livro tem 10 capítulos e os principais conteúdos incluem: introdução, exploração e análise de dados espaciais, distribuição espacial e análise de padrões de pontos, análise de autocorrelação espacial, análise de regressão espacial, interpolação espacial, geoestatística, simulação aleatória, análise multivariada espacial e prática abrangente para identificação de estruturas urbanas multicêntricas. Baseado em ArcGIS, GeoDa e RStudio, este livro fornece um grande número de casos típicos e métodos de análise operacional, combinando teoria, casos e prática. Por favor, escaneie o código QR no final do livro para obter os dados de caso no livro. Este livro pode ser usado como referência para pesquisadores científicos, professores e alunos de faculdades e universidades envolvidos nas áreas de agricultura, meio ambiente, terras e recursos, etc. |