Обчислення просторової кореляції між ознаками двох окремих шарів QGIS


10

Я намагаюся визначити, чи є наявність великої кількості військовослужбовців активних служб у районі просторово корельованими з вищими / нижчими рівнями насильницької злочинності. Тобто, чи в середньому райони навколо великих військових баз більш / менш жорстокі, ніж райони, які не знаходяться поблизу військових баз?

Я працюю з такими двома наборами даних:

(1) сукупність точкових даних військових баз континентальної частини США та їх відповідних рівнів військ:

Розташування військових установ США в нижній частині 48

(2) набір загальнодержавних даних про рівень насильницьких злочинів по містах:

Рівні насильницьких злочинів у США за містами

Мені здається, що я шукаю якусь модель на основі гравітації, де функція "маса" дає рівні війська на кожній базі. Таким чином, велика присутність війська чинить вплив на більшу площу і матиме сильніший вплив поблизу центру маси (тобто розташування точок у шарі ГІС).

Я думаю, що концептуально це виглядатиме приблизно так: гравітаційна модель - схема розпаду відстані

На цій діаграмі X, Y, Z являють собою військові бази. a, b, c, d кожен представляють міста (кожне з яких має поле рівня насильства у своїй таблиці атрибутів).

Градієнт навколо підстав представляє поле впливу, яке зменшується експоненціально, віддаляючись від базового центроїда. Більша присутність військ прирівнюється до більшого радіусу впливу (з деякою максимальною граничною відстані), а також до сильнішого впливу поблизу центру відносно районів поблизу меншої бази.

Кожному місту буде присвоєно бал на основі підсумовування величини всіх "силових" векторів з усіх оточуючих баз, радіус впливу яких вони залягають. Так, наприклад, у моєму діаграмі City a отримав би оцінку 0, оскільки він лежить поза радіусом будь-якої основи. Місто б залежатиме тільки від базової X . Місто з залежатиме тільки від бази Z , і його оцінка буде нижче , ніж б , так як X є набагато більшими підставами , ніж Z . Нарешті, City d лежить у радіусі обох баз X та Y, вона отримала бал, заснований на підсумовуванні величини впливу з обох баз. Тоді я побачив би, чи існує кореляція між вищим показником для міста та вищим рівнем насильства.

Я розглядав різні моделі гравітації ( Моделі Хаффа тощо), але не зміг знайти стільки, скільки QGIS / Python, і не знаю, як реалізувати те, що я описав вище ... Хтось має пропозиції для цього? Чи раніше хтось із вас робив подібний аналіз в інших сферах?

Отже, TLDR:

  • Які статистичні методи я можу використати для такого роду питань?
  • Чи є вбудовані в QGIS інструменти (чи доступні як плагіни), які можуть це зробити?
  • Якщо в QGIS немає нічого подібного, чи існують бібліотеки Python, які можуть виконувати такий аналіз?

Щоб було зрозуміло, я знаю, що є низка інших факторів, які грають на рівень насильства (бідність, міська щільність тощо), але, будь ласка, припустіть для простоти, що не було суттєвих заплутаних змінних і що я був лише дивлячись на кореляцію між цими двома змінними (рівень військ та рівень насильства). На даний момент це лише вправа на навчання, і я намагаюся розібратися, які інструменти мені доступні. Дякую!
Дж. Тейлор

1
Щоб відповісти на ваше третє запитання, я знайшов PySAl, розроблений професором Люком Анселіним, який варто шукати, враховуючи ваші інтереси. Він також працював над GeoDa, що є невідповідним рішенням того, на що ти дивишся. Може бути плагін PySAl для QGIS? pysal.readthedocs.org/en/latest
Рафаїл

Відповіді:


2

Розширюю мій коментар вище

Що ви, мабуть, в кінцевому підсумку хочете зробити - це запустити лінійну регресію з просторовим відставанням, яка пояснює просторову кореляцію деяких ваших змінних (мені доведеться переглянути свої замітки щодо цього).

Люк Анселін був піонером у цьому просторі, і ви повинні ознайомитись з його роботою, особливо (безкоштовними) інструментами та документацією в Центрі Геода . Обидва ці інструменти можуть вас зацікавити:

  1. GeoDa, автономне програмне забезпечення для дослідження просторової (автоматичної) кореляції.
  2. PySAL , бібліотека просторової аналітики Python.

Мій пошук плагіна PySAL для QGIS знайшов щось, що не оновлювалося роками, але у вас може бути більше удачі.


Дякую, Рафаель. Я детальніше розгляну концепцію "лінійної регресії з просторовим відставанням". Я вже натрапив на PySAL / GeoDa завдяки рекомендації на каналі #qgis IRC. Ви впевнені, що багато документів на сторінці GeoDa було корисним. Я досі не знайшов нічого, що робить саме те, що я хочу, але якщо мені в кінцевому підсумку доведеться кодувати це сам, є багато інструментів, схожих на те, що вони будуть корисними "будівельними блоками".
Дж. Тейлор
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.