最近距离法(NNI)在ArcGIS中的实现.docx

空间数据分析实验报告——最近距离法（NNI）在ArcGIS中的实现地理科学基地班 侯靖2009301110004一、 实验目的1. 理解最邻近指数法测度空间模式的思想2. 熟悉 ArcGis 的基本操作，能够用空间分析模块 Hawths Tools 工具进行最邻近指数的测 度二、 实验原理1.最临近距离法最邻近距离法（也称为最邻近指数法）使用最邻近的点之间的距离描述分布模式，形式 上相当于密度的倒数（每个点代表的面积），表示点间距离最邻近距离法首先计算最邻近的点对应的平均距离，然后比较观测模式和已知模式之间 的相似性一边将随机模式作为比较标准，如果观测模式的最邻近距离大于随机分布的最邻 近距离，则观测模式趋于均匀，如果观测模式的最邻近距离小于随机分布模式的最邻近距离， 则趋于聚集分布2•最临近指数测度方法（NNI）NNI思想，首先对评价区内的任意一点都计算最邻近距离，然后取这些最邻近距离的均 值作为评价模式分布的指标对于同一组数据，在不同的分布模式下得到的NNI是不同的， 根据观测模式的NNI计算结果与CSR模式的NNI比较，就可判断分布模式类型一般而言，在聚集模式中，由于点在空间上多聚集于某些区域，因此点之间的距离小， 计算得到的NNI应当小于CSR的NNI；而均匀分布的最邻近距离大，且大于CSR下的NNI， 因此通过最邻近距离的计算和比较就可以评价和判断分布模式。

方法：计算任意一点到最邻近点的距离 dmin对所有的dmin按照模式中点的数量n,求平均距离，即d ~f d .mm 一 mmni=1在csr模式中同样可以得到平均的最邻近距离，其期望为玖dmin，根据理论研究，在CSR模式中平均最邻近距离与研究区域的面积A和事件数量n有关，考虑到研究区域的边界修正时，可以由下式表示E (d . ) = 1 Fmin 2 n+ (0.0541 +0.041)p通过上述推到，可以知道最邻近指数表示为d .minE (d .)' minz(1) 如果R=1，说明观测事件过程来自于完全随机模式CSR，属于随机分布2) 如果RV1,说明大量事件点在空间上相互接近，属于空间聚集模式3) 如果R>1，说明点之间的最邻近距离大于CSR过程的最邻近距离，事 件模式中的空间点是相互排斥的趋向于均匀分布三、实验准备1•实验数据湖北省县级分布的.shp数据；湖北省乡镇及其大型企业的点分布.shp数据图1原始数据图2•实验环境实验在windows xp的操作系统环境中进行，使用ArcGis 9.3软件四、实验步骤1.研究面状地物的选取在 ArcToolbox 中选择 Analysis Tools >Extract >Select,按属性选取""NAME"=' 襄樊市”'，并保存为文件bount_襄樊市.shp.点击确定后“襄樊市”面状地物被选择（这一步注 意SQL选择语句中的中英文引号的切换，语句中一律使用英文输入的引号）。

^SBlecl 匸I叵因图2•面状地物的选取（注意图中方框部分的引号）2•研究点状地物的选取在 ArcToolbox 中选择 Analysis Tools 〉Extract 〉Clip,在 Input Features选项中选择resp t.shp文件，在Clip Fea tures中选择boun t_襄樊市.shp文件严C BHEKlIllflUt B I L^UF-13□ uLpuL F-fe fa.Lub-4 El kE C|F : Idl Lab w.，1i'ilm.ju.，1i'ilm.ju.，1ir«'ip k_l-lip3 lkp” Cll^ D沁lur朋图3•点状地物的选取3•投影变换对所选区域进行投影变换，使用ArcToolbox工具栏中的Project工具，选择路径为 Data Management Tools >Projections and Transformations >Feature >Project，在弹出的对话框中将投影方式变换为Gauss Kruger-Beijing 1954投影标准由于襄樊市的经度在 112左右，纬度在 32° 左右,因此选择 Beijing1954 3 Degree GK CM 114E.pj 点击 modify 将原始纬度参数设为32点击确定进行转换。

点层和面层均需进行投影转换Bmwzt? for Cnordinatp Bjf聶七匕・Etj iiiii19543 HesreeLOEE.nrjjins19543Decree■3ECM@Baijing15543GET CML05E.JIJ㈱恥i jin£19&13D b AdGK□M® Eflijirag19543 丁咿兀GK CMLOSE.prjjiug10543GECfflBeijing19543 BtgreeGK CML L LE.pij©Beijing1®4::I'tETteGECMI'sijinE19543 II ■： cr e eGK C\1LL4E.BtJ®BeiJinE19543DecreeGECM@Eaijing15543 Bisrfl*GF CMLLTE.pijjing19543S b gT AdGK□M® Eflijing19513 U停gGK CMlEOI.prj@E«i jing10543GECffl©Bflijing10543 DegreeGK CilL 23E.pij©Bti jing1054::叽事"GECM■jySf'Es ijinc19543 II ■： cr e eGK C\1126E.prJjins19543DecreeGECMLcW id： |_」cinque129E.Pi 1321 pz 1351.pz TSE.prj TBE.prjB1E prjB4E.prjB7E.prj9DE.prj111Name:13| CDDrdnatB SystemsCancelShcvi of type:I fnlm nvn匕 th亡 c 4 sysient n 貝 Fi 1砖之 tt'.'ft IShow Help »图4•选择投影4•面积与周长的计算选择bount_襄樊市_Projectl图层，右击打开Open Attribute Table在属性Area栏右 击 Calculate Geometry。

在弹出的 Calculate Geometry 对话框中点选 Use coordinate system of the data source选项，并在下拉选项中选择Square Meter作为数据单位，确定后计算出襄樊 市的面积为337296000m2J H] Att ributciS of bmmt_Selcct l_Pro jcc^t■ID I SBramie 耳 []]匚页巨FEIIMETEH33729GDDD(i PcIje™Record: HMUWT.SUIJUT.IDGioicL. D75121 5coil15湮奨市opoans ■图5•襄樊市面积计算选择 bount_襄樊市_Projectl 图层，右击打开 Open Attribute Table,在属性 Perimeter 栏右击 Calculate Geometry在弹出的 Calculate Geometry 对话框中点选 Use coordinate system of the data source选项，并在下拉选项中选择Meter作为数据单位，确定后计算出襄樊市周长为110397m[rctTsiTiUnts:Cancel^5； Kiasavsky 19WC Use CDcxdindtu system ciF theddtn frame;厂 CakulafcE selected 肇i:ords crly图6•襄樊市周长计算5•最近距离生成使用 Hawths Tools 模块，选择 HawthsTool >Analysis Tools >Distances between地物文件，respt_襄樊市_Projectl作为 目标文件,以FID为标识项，生成N*N 的距离矩阵和最邻近距离两个表格，可以 得到每个点的最邻近距离。

Points ( Within Layer)在弹出的对话框中选择经过坐标转换后的点状L niqi-c D field 三I厂 I」irjlt±clerJ首 r.nly th世 土衬匕二1曰」fr=^ilure^. uzirg arly the skIscz kJ lu匕pie? Ihe rii^ldncp in曰hixOutputProcess crilj* the selected fealjres, use A.LL 'ealures i.o generate the di±lance mafcriufV 匚leate- s N x N distance matrM III匡厂 Create a 1 x (N K N ■ N] distance matrix file duplication present: A-8 and B A]厂 匚rcate a 1 x (N K N ■ NJ / 2 distance mat諒 file [no dupication present: A-0 listed onH「 Ou^pul sunnrary distance 5taiishc$ anlp [rninimum. mawmuni- mark standard dcYiabon]r-7 Nearest naghbours: each poirt.. find Uic closest pants to k and rerord the distance ar~d ID in the attribute tablu.Fnd the tap h close si pLiintg (max: 1□ utput table to cie^te [deimk:ed tentfils]:DeimSting ckiaractei (delault: comma):图7.最近距离生成ABCDEFGHIJU：D3C3E4CS-4EO949740.4S340S派;5143.227306. 67711976. 3T12494. 9612183.9214512.818866.8724454. 69546E143. 222164.1257229.两47409. 9437266. 9929590. 89213744.3119350. 565箕7306. 5772164. 125541X855287.8085361. 581?580. 20211587.4。