空间自相关分析的分析步骤
空间自相关分析一般涉及3个步骤(Cliff和Ord,1981;Good-child,1986):①取样,②计算空间自相关系数或建立自相关函数,③自相关显著性检验。空间自相关系数有数种,分别适合于不同数据类型。空间自相关分析在地理统计学科中应用较多,现已有多种指数可以使用,但最主要的有两种指数,即Moran的I系数和Geary的c系数。计算公式分别是:
I= c=
式中,xi和xj是变量x在相邻配对空间单元(或栅格细胞)的取值,是变量的平均值,是相邻权重(通常规定,若空间单元i和j相邻,=1,否则=0),n是空间单元总数。I系数的取值在-1和1之间:小于0表示负相关,等于0表示不相关,大于0表示正相关。C系数的取值一般在0~2之间:大于1表示负相关,等于1 表示不相关,而小于1则表示正相关。
像前面介绍的景观指数一样,空间自相关系数也随观察尺度(或分析尺度)的改变而变化。因此,在进行空间自相关分析时,最好在一系列不同尺度上计算自相关系数,以揭示所研究变量的自相关程度随空间尺度的变化。以自相关系数为纵坐标,样点间隔距离为横坐标所作的图称为自相关图。(但是,Goodchild(1986)将以Geary的c系数为纵坐标,样点间隔距离为横坐标所作的图称为方差图。)自相关图可用来分析景观的空间结构特征,判别斑块的大小以及某种格局出现的尺度。Legendre(1993)系统地讨论了空间自相关分析方法在生态学中的应用,(另见Sokal和Oden,1978),并列出一系列常用的计算机软件。