本書對空間數(shù)據(jù)分析領域進行了廣泛的論述。該書綜述了空間數(shù)據(jù)分析和位置(地點、背景和空間)在科學以及決策相關研究方面的重要性。涵蓋了人們所關注的最新的探索性空間數(shù)據(jù)分析和空間建模方法,以及如何表達在地理空間中的屬性的基本問題。引領讀者進入支撐空間數(shù)據(jù)分析的關鍵領域,為讀者了解和領會這個領域的諸多關鍵問題提供了一個平臺。
《空間數(shù)據(jù)分析:理論與實踐》(Spatial Data Analysis:Theory and Practice)對空間數(shù)據(jù)分析領域進行了廣泛的論述。該書綜述了空間數(shù)據(jù)分析和位置(地點、背景和空間)在科學以及決策相關研究方面的重要性。涵蓋了人們所關注的最新的探索性空間數(shù)據(jù)分析和空間建模方法,以及如何表達在地理空間中的屬性的基本問題。引領讀者進入支撐空間數(shù)據(jù)分析的關鍵領域,為讀者了解和領會這個領域的諸多關鍵問題提供了一個平臺。此書部分內(nèi)容適合大學本科生和碩士研究生,還包含了讓從事空間分析領域研究的地理、社會、經(jīng)濟、環(huán)境和統(tǒng)計等學科的科學工作者感興趣的、具有足夠挑戰(zhàn)性的內(nèi)容。
羅伯特·海寧(Robert Haining)是劍橋大學人文地理學教授。他在空間數(shù)據(jù)分析領域著述廣泛,尤其是在經(jīng)濟地理學、醫(yī)學地理學和犯罪地理學領域的應用方面。他之前的著作《社會和環(huán)境科學中的空間數(shù)據(jù)分析》(Spatial Data Analysis in the Social and Environmental Science)(劍橋大學出版社,1993)得到了好評,并廣為引用。
前言
致謝
版權說明
引言
0.1 關于本書
0.2 什么是空間數(shù)據(jù)分析?
0.3 本書的寫作動機
0.4 本書的組織結構
0.5 空間數(shù)據(jù)矩陣
第一部分 空間數(shù)據(jù)分析的背景
第1章 空間數(shù)據(jù)分析:科學和決策背景
1.1 科學領域的空間數(shù)據(jù)分析
1.1.1 科學解釋領域中地點、背景和空間的一般性問題
1.1.2 空間過程
1.2 科學解釋特定領域中的地點和空間
1.2.1 空間分支科學的定義
1.2.2 舉例:選擇的研究領域
1.2.3 問題求解中的空間數(shù)據(jù)分析
1.3 決策領域的空間數(shù)據(jù)分析
1.4 空間數(shù)據(jù)分析中產(chǎn)生的問題舉例
1.4.1 描述和地圖解釋
1.4.2 信息冗余
1.4.3 建模
1.5 小結
第2章 空間數(shù)據(jù)的性質(zhì)
2.1 空間數(shù)據(jù)矩陣:概念化和表達問題
2.1.1 地理空間:對象、空間域和地理幾何表達
2.1.2 地理空間:屬性值的空間相關性
2.1.3 變量
2.1.4 樣本還是樣本總體?
2.2 空間數(shù)據(jù)矩陣:它的形式
2.3 空間數(shù)據(jù)矩陣:它的質(zhì)量
2.3.1 模型質(zhì)量
2.3.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量
2.4 空間相關性的量化
2.5 小結
第二部分 空間數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)獲取及質(zhì)量問題
第3章 通過采樣獲取空間數(shù)據(jù)
3.1 空間數(shù)據(jù)源
3.2 空間采樣
3.2.1 空間采樣的目的和方法
3.2.2 基于模型和設計的空間采樣方法
3.2.3 采樣方案
3.2.4 選擇采樣方法的問題
3.3 模擬制圖
第4章 數(shù)據(jù)質(zhì)量:對空間數(shù)據(jù)分析的影響
4.1 數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)分析中的誤差
4.1.1 測量誤差模型
4.1.2 粗差
4.1.3 誤差傳播
4.2 數(shù)據(jù)分辨率與空間數(shù)據(jù)分析
4.2.1 變量的精度和顯著性檢驗
4.2.2 支持改變問題
4.2.3 使用聚合數(shù)據(jù)分析關系
4.3 數(shù)據(jù)一致性和空間數(shù)據(jù)分析
4.4 數(shù)據(jù)完整性與空間數(shù)據(jù)分析
4.4.1 缺失數(shù)據(jù)問題
4.4.2 空間插值和空間預測
4.4.3 邊界、權重矩陣和數(shù)據(jù)完整性
4.5 小結
第三部分 探索性空間數(shù)據(jù)分析
第5章 探索性空間數(shù)據(jù)分析:概念模型
5.1 探索性數(shù)據(jù)分析和探索性空間數(shù)據(jù)分析
5.2 空間變化的概念模型
第6章 探索性空間數(shù)據(jù)分析:可視化方法
6.1 數(shù)據(jù)可視化和探索性數(shù)據(jù)分析
6.1.1 數(shù)據(jù)可視化:方法和任務
6.1.2 數(shù)據(jù)可視化:通過計算機的發(fā)展
6.1.3 數(shù)據(jù)可視化:選擇的技術
6.2 空間數(shù)據(jù)可視化
6.2.1 聚合數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)準備問題:變量值
6.2.2 聚合數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)準備問題:空間框架
6.2.3 空間可視化的特殊問題
6.3 數(shù)據(jù)可視化和探索性空間數(shù)據(jù)分析
6.3.1 空間數(shù)據(jù)可視化:為單變量數(shù)據(jù)選擇的技術
6.3.2 空間數(shù)據(jù)可視化:為雙變量或多變量選擇的技術
6.3.3 謝菲爾德地區(qū)乳腺癌篩查數(shù)據(jù)的攝取
6.4 小結
第7章 探索性空間數(shù)據(jù)分析:數(shù)值方法
7.1 平滑方法
7.1.1 圖形繪圖的約束平滑
7.1.2 空間相關性的約束描述
7.1.3 地圖平滑
7.2 全局地圖特性的探索性識別:整體聚類
7.2.1 區(qū)域數(shù)據(jù)的聚類
7.2.2 標記點模式的聚類
7.3 局部地圖特性的探索性識別
7.3.1 聚類探測
7.3.2 焦點檢驗
7.4 地圖比較
第四部分 假設檢驗和空間自相關
第8章 存在空間相關性的假設檢驗
8.1 空間自相關和空間數(shù)據(jù)集均值檢驗
8.2 空間自相關和二元關聯(lián)檢驗
8.2.1 皮爾森積矩相關系數(shù)
8.2.2 列聯(lián)表的卡方檢驗
第五部分 空間數(shù)據(jù)建模
第9章 空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模型
9.1 描述性模型
9.1.1 大尺度空間變化模型
9.1.2 小尺度空間變化模型
9.1.3 空間變化的多尺度數(shù)據(jù)模型
9.1.4 層次貝葉斯模型
9.2 解釋性模型
9.2.1 連續(xù)取值響應變量模型:正態(tài)回歸模型
9.2.2 離散取值區(qū)域數(shù)據(jù)模型:廣義線性模型
9.2.3 層次模型
第10章 空間變化統(tǒng)計建模:描述性建模
10.1 表達空間變化的模型
10.1.1 連續(xù)取值變量模型
10.1.2 離散取值變量模型
10.2 空間變化建模中若干一般性問題
10.3 層次貝葉斯模型
第11章 空間變化統(tǒng)計模型:解釋性建模
11.1 空間數(shù)據(jù)建模的方法
11.1.1 經(jīng)典方法
11.1.2 計量經(jīng)濟學方法
11.1.3 數(shù)據(jù)驅動方法
11.2 空間數(shù)據(jù)線性建模的一些應用
11.2.1 地區(qū)收入收斂檢驗
11.2.2 二元響應模型
11.2.3 多級模型建模
11.2.4 謝菲爾德入室盜竊的貝葉斯建模
11.2.5 被開除學生的貝葉斯建模
11.3 小結
附錄Ⅰ 軟件
附錄Ⅱ 劍橋郡肺癌數(shù)據(jù)
附錄Ⅲ 謝菲爾德盜竊數(shù)據(jù)
附錄Ⅳ 謝菲爾德被開除的學生數(shù)據(jù)
參考文獻
資源的戰(zhàn)略和戰(zhàn)術部署之間的差別對方法論具有重要性。戰(zhàn)術部署通常集中在非常窄的和特定的一組目標方面。也許包括處理在一個城市的某個區(qū)域突發(fā)的街頭搶劫,或在健康部門的一個特定的區(qū)域的突發(fā)的疾病傳播,或非正常發(fā)生事故的區(qū)域識別。戰(zhàn)術響應形成的基本數(shù)據(jù)集通常是短時間周期的;蛟S需要快速地采集數(shù)據(jù)并伴隨相關的數(shù)據(jù)處理,或許是“熱點”分析,以支持正在發(fā)生并在競爭需求之間優(yōu)先的一些非正常發(fā)生的事件(Craglia等,2000)。
在疾病背景中,“由發(fā)現(xiàn)針對疾病的報告明顯超過一個地方發(fā)起的聚類調(diào)查,經(jīng)常被公眾關注所需求,但很難以解釋……在產(chǎn)生沒有批準的公眾關注和盡早識別真實的健康危險之間需要選擇一個平衡”(Wilkinson,1998,第185頁)。在健康的背景中,爭議也許在一個聚類是否是統(tǒng)計顯著的以及它是否真的表明了某種實質(zhì)的顯著性,需要進行特殊調(diào)查或干預,特別是當多數(shù)事例很小,沒有原因能被確定的時候。在這種情況下,可能并不清楚應當采取什么行動。Wilkinson采取了這樣的觀點,利用地理“監(jiān)視”技術,基于GIS系統(tǒng)來計算疾病率和應用統(tǒng)計檢驗來尋找聚類,但“對它們輸出結果的解釋……需要專家判斷,還得相當謹慎”(第186頁)。
資源的戰(zhàn)略部署基于長期的數(shù)據(jù)序列和已經(jīng)被認可的分析結果,若不是,那么至少在諸如與社會經(jīng)濟和環(huán)境屬性、犯罪、疾病或不健康之間具有強烈關聯(lián)。健康和警務情形的戰(zhàn)略部署可能與任務的(重新)定位有關,這個任務是一個與優(yōu)先事項有關系的,當前的表現(xiàn)水平被認為是與欠佳的事項相關的任務。從這一點來看,或許后續(xù)的實現(xiàn)決策會導致戰(zhàn)略資源目標定位的新的地理格局,這或許需要區(qū)分是由于成分影響的空間變化元素,還是由于區(qū)域層面的背景影響的元素。Achson(1998)的《不平等健康調(diào)查》中的評論是,“在英國不平等健康的證據(jù)……作為對政府的健康戰(zhàn)略發(fā)展的貢獻,確實可能減少這些不平等的政策發(fā)展的區(qū)域”(第xi頁)。其建議之一是“數(shù)據(jù)審查需要用于監(jiān)測在健康方面的不平等性和他們在國家和地方水平上的決策”(第120頁)。新近完善的ESRC健康變化項目重點是理解在英國健康變化的不同方面,包括地理變化和地點的重要性(ESRC,2001)。