Как работает Кластерный анализ и Анализ экстремальных величин (выбросов)(Anselin Локальный индекс Морана I)

Имея набор объектов (Входной класс объектов) и поле анализа (Входное поле), инструмент Анализ кластеров и выбросов определяет пространственные кластеры объектов с высокими или низкими значениями. Этот инструмент также определяет пространственные выбросы. Чтобы сделать это, инструмент вычисляет Локальный индекс Морана I, z-оценку, p-значение, и код, представляющий тип кластера для каждого объекта. Z-оценки и p-значения представляют статистическую значимость вычисленных значений индекса.

Вычисления

См. дополнительные математические расчеты для статистического показателя Локальный индекс Морана I.

Интерпретация

Положительное значение I указывает, что у объекта есть соседние объекты с такими же высокими или низкими значениями атрибута; этот объект является частью кластера. Негативное значение I указывает, что у объекта есть соседние объекты с несходными значениями; этот объект является выбросом. В любом случае, p-значение для объекта должно быть достаточно маленьким, чтобы кластер или выброс можно было считать статистически значимыми. Более подробно об определении статистической значимости см. Что такое z-оценка? Что такое p-значение? Заметьте, что локальный индекс Морана (I) - относительная измерение и может только интерпретироваться в контексте вычисленных для него z-оценки или p-значения.

Выходное поле, тип кластера/выброса (COType) различает статистически существенный (0.05 уровня) кластер высоких значений (HH), кластер низких значений (LL), выброс, в котором высокое значение окружено в основном низкими значениями (HL), и выброс, в котором низкое значение окружено в основном высокими значениями (LH).

Вывод

Инструмент создает новый выходной класс объектов со следующими атрибутами для каждого объекта во входном классе объектов: локальный индекс Морана I, z-оценка, p-значение и COType. Названия полей этих атрибутов также возвращены как результирующие выходные строки инструмента для потенциального использования в пользовательских моделях или скриптах.

Когда этот инструмент запускается в ArcMap, Выходной класс объектов автоматически добавляется к таблице содержания (TOC) с методом отображением по умолчанию для поля ICOUNT. Применяемое отображение определяется файлом слоя в <ArcGIS>/ArcToolbox/Templates/Layers. Метод отображения по умолчанию, если это необходимо, можно применить заново путем импорта символов слоя шаблона.

Практическое применение

• Результаты надежны только в том случае, если входной класс объектов содержит, по крайней мере, 30 объектов.
• Этот инструмент требует входное поле, такое как количество, уровень, или другое числовое измерение. Если вы анализируете точечные данные, где каждый пункт представляет единственный случай или инцидент, то вы возможно не имеете определенного числового атрибута для оценки (ранжирование, количество, или другое измерение). Если вам необходимо осуществить поиск местоположений с большим количеством инцидентов (горячие точки) и/или местоположений с небольшим количеством инцидентов (холодные точки), то вам нужно агрегировать данные инцидентов до анализа. Инструмент Анализ горячих точек (Getis-Ord Gi*) также эффективен для обнаружения горячих и холодных точек. Однако только инструмент Анализ кластеров и выбросов (Локальный Индекс Морана Anselin I) сможет идентифицировать статистически существенные пространственные выбросы (высокое значение, окруженное низкими значениями или низкое значение, окруженное высокими значениями).
• Выберите подходящую концептуализацию пространственных отношений.
• При выборе значения SPACE_TIME_WINDOW (пространственно-временное окно) вы можете указать пространственно-временные кластеры и выбросы. Более подробную информацию см. в Пространственно-временной анализ (Space-Time Analysis).
• Выбрать подходящее значение Диапазона расстояний или Порогового расстояния.
  • Все объекты должны иметь, по крайней мере, одного соседа.
  • Никакой из объектов не должен иметь всех других объектов в качестве соседей.
  • В случае если значения для входящего поля ассиметричны, у каждого объекта должно быть около восьми соседей.

Возможные приложения

Инструмент Анализ кластеров и выбросов (Anselin Локальный Индекс Морана I) идентифицирует концентрации высоких значений, концентрации низких значений и пространственные выбросы. Это может помочь вам ответить на вопросы, такие как:

• Где проходят наиболее четкие границы между богатыми и бедными областями?
• Есть ли местоположения в области исследования с аномальными типами расходов?
• Где можно встретить неожиданно высокий уровень заболевания диабетом в области изучения?

Применения могут быть найдены во многих областях, включая экономику, управление ресурсами, биогеографию, политическую географию, и демографию.

Дополнительные ресурсы

Anselin, Luc. "Local Indicators of Spatial Association—LISA," Geographical Analysis 27(2): 93–115, 1995.

Энди Митчелл (Mitchell, Andy). The ESRI Guide to GIS Analysis, Volume 2.ESRI Press, 2005.