Poligondan sürekli çeşitlilik ölçüsüne mi?

Her şeyden önce; Benzer bir soruyu, başarı olmadan bulmaya çalıştım. Belki de CBS için oldukça yeniyim ve tam olarak ne aradığımı bilmiyorum. Birisi beni benzer bir soruna yönlendirirse, bu yayını kaldırmaktan memnuniyet duyarım.

Belirli bir ülke için nüfus çeşitliliğinin 'sürekli' veya raster (küçük ızgara hücrelerinde) değişkenini oluşturmam gerekiyor. Etnik grupların çokgenlerde yayılmasını gösteren bir şekil dosyam var (şekil 1) ve aradığım sonuç, idari birimlerin her birinde (AU'lar, bu durumda, 360 Nijeryalı seçim bölgesi).

Şekil 1. Nijerya'daki nüfus grupları çokgenleri

Ortaya çıkan çözüm, her AU'daki her poligonun alan yüzdesini elde etmek ve bundan bir heterojenite endeksi hesaplamaktı. Fakat sorun şu ki, idari birimlerin dağılımı nedeniyle epey bilgi bırakacaktım. Şek. Şekil 2'de, 'a', 'b' ve 'c' kareleri aynı 'ayrışma indeksine' sahip olacaktır, ancak 'sıcak noktalar' karşısında aynı konumda olmadıkları açıktır.

İncir. 2.

Bu yüzden başka bir çözüm bir ızgara haritası oluşturmak ve en yakın sınıra olan mesafeyi hesaplamak olabilir, ancak yine de sadece bir sınırı paylaşmak, birkaç grubun birlikte yaşadığı haritanın orta kısmında olmakla aynı şey değildir.

Bu soruyu bulduktan sonra , sanırım çokgenler kendi sentroidlerini kullanarak noktalara dönüştürülebilir ve sonra aynı yöntemi uygulayabilirler. Ama gerçek şu ki, bu konuda yeniyim ve bu soru gerçekten net bir şekilde cevaplanmamış. Nasıl böyle bir şey yapabilirdim?

Başka bir örnek kullanarak, böyle bir şey ( bu web sitesinden resimler ) oluşturmak istiyorum :

Farklı niteliksel özelliklere sahip bazı noktaların dağılımı göz önüne alındığında, her idari birimin 'ortalama heterojenliğini' tahmin edebileceğim bir çeşitlilik ölçüsü alın.

Bunu nasıl yapabilirim? R ve QGIS kullanıyorum, bu nedenle hangi platformun çözümüne dayandığı umurumda değil.

Bunu yapmak için gerçekten SpatiaLite'a bir şans verirdim! En uygun şekilde QGIS'te QSpatiaLite eklentisini kullanabilirsiniz.

Sadece gridcelller için makul boyutta bir çokgen ızgara ayarlayın. Ardından ızgarayı etnik grubun çokgeniyle kesiştirin ve her kesişimin alanını hesaplayın. Ortaya çıkan tablo ile, endekslerinizi, her gridcell'deki etnik grupların alanları olan kavşak alanlarını 'bolluk ölçüsü' olarak hesaplayabilirsiniz (bir ekolog bunu böyle adlandırır)!

Etnik gruplar katmanınızın 'EthnicGroups', 'grup' alanıyla ve çokgen ızgarasının 'ID' alanıyla 'Grid' olarak adlandırıldığı varsayıldığında, bu SQL sorgusu geçerli olur:

SELECT 
  g.ID AS gID, 
  e.group AS egr,
  AREA(INTERSECTION(e.geometry, g.geometry)) AS egr_area
FROM Grid AS g JOIN EthnicGroups AS e 
ON INTERSECTS(g.Geometry, e.Geometry)
ORDER BY gID, egr_area ASC

Özel formüllerle çeşitlilik metriklerini hesaplamak için, bu 'bollukları' daraltarak, her bir gridcell için bir değer vererek, nihayet ızgara geometrilerinize geri bağlanabilecek olan R'yi kullanırım!

Her AU için ortalama çeşitliliğinizi elde etmek için, şebekeye katıldığınız çeşitlilik endekslerini kullanabilirsiniz. Yine ortalama fonksiyonu uygulayarak AU-çokgenler içindeki değerleri SpatialLite gruplaması kullanarak.

Kısa süre önce bu konuyu ele alan ve size bir fikir verebilecek bir blog yazısı yazdığım komik: http://thebiobucket.blogspot.co.at/2014/12/usecase-find-dominant-species-and.html

Endişe ettiğim kadarıyla, bu konuda 'süreklilik' fikrini atlamanızı tavsiye ederim, çünkü çeşitlilik sadece dayandığı mekânsal birim ile ilişkili olarak anlamlıdır. Bu yüzden, endekslerinizin güvendiği uzamsal birimler dışında diğer birimler üzerinde her türlü ortalama veya enterpolasyon kullanan tüm yaklaşımların ve süslü tekniklerin değerli bir şey eklemeyeceğini, ancak sonucu belirsizleştireceğini düşünüyorum!

İşte aynı yöntemi kullandığım amfibi (etnik değil;) çeşitliliğini gösteren bir harita:

ps: Belirli bir arama yarıçapında çeşitlilik elde etmek istiyorsanız, bu bağlantı ilgi çekici olabilir!

QGIS'de, çokgenlerinizin üstünde bir nokta ızgarası oluşturabilirsiniz. Bu işlevi Vektör -> Araştırma araçları altında bulabilirsiniz (İngilizce olarak QGIS sürümümün başka bir dilde olduğunu düşünüyorum.) Nokta ızgarası aralığı söz konusu olduğunda makul bir ayrıntı bulmanız gerekecek.

Daha sonra Vector menüsü altında, noktaları hedef olarak ve etnik köken çokgenlerini kaynak olarak kullanarak konuma göre birleştirme nitelikleri (Veri yönetimi altında bulunur) yaparsınız.

Artık her nokta için etnik özellikli bir nokta kılavuzunuz var.

Burası biraz zorlaşıyor. Özniteliğinizi sayısal bir değere yeniden kodlarsanız (örneğin QGIS işleme araç kutusunda Eşdeğer sayısal alan oluştur aracını kullanarak) bu noktaları kullanarak bir tarama oluşturabilirsiniz. Ardından Raster -> Analiz altında Izgara oluştur'u kullanabilirsiniz. Burada Kayar ortalama veya En yakın komşu analizini deneyebilirsiniz.Daha sonra Bölgesel istatistikleri kullanabilirsiniz (İşleme araç kutusunda ve raster menüsünde bir dizi seçenek vardır.)

İşin püf noktası, öznitelikleri sayısal bir dizine kaydederek oluşturulan rasgele değeri yok sayarken heterojenlik endeksini nasıl elde edeceğinizdir, ancak burada kendi fikriniz olabilir. Şu anda yapmayı düşündüğüm şeyden çok fazla zaman almadan nasıl devam edeceğinden emin değilim :)

Başka bir fikir, nokta ızgarasını bir Spatialite veritabanına (veya PostGIS'e yüklemektir), ancak bu, çalışmaya başlamak için daha büyük bir işlemdir.) Daha sonra, her noktadan belirli bir yarıçap içindeki tüm noktaları test etmek için veritabanındaki SQL ve uzamsal işlevleri kullanabilirsiniz. yerel bir sapma indeksi verin ve ardından bu değerden bir raster oluşturun. Son zamanlarda bununla biraz çalıştım.

Umarım sana fikir verir! Daha fazla tartışmak isterseniz yorumları kullanmaktan çekinmeyin.

Sorunuzda, uygulama sorusuna geçmeden önce ele alınması gereken birkaç varsayım var. Sağladığınız örnek, belirli bir bitki türünün çeşitlerinin bir örneğine dayanan bir biyolojik çeşitlilik analizidir. Bu raster oluşturmak için kullanılan yazılımın kılavuzuna baktım ve bunun insan popülasyonları için uygun olduğuna veya uygulandığına dair bir gösterge yok. Analiziniz için kullanmayı önerdiğiniz bir insan kültürel bölgesinin merkezi, hiçbir şekilde bir bitki koleksiyonunun bir örneğine (yani gerçek gözlem) benzemez.

İnsan alt gruplarının yakınlığı (herhangi bir boyuta bölünür, burada boyut etnik kökentir) bir çeşitlilik ölçüsü veya bir ayrım ölçüsü olarak ifade edilebilir. Yaygın olarak kullanılan bir çeşitlilik ölçüsü, 0'dan 1'e değişen ve bir alanın çok sayıda küçük grubu olduğunda küçük ve bir alanın çok sayıda büyük grubu olduğunda büyük olan Herfindahl endeksidir . Bir popülasyon veya alan içinde, o popülasyon veya alan dışındaki herhangi bir şeye başvurmadan hesaplanır. Bu, idari sınırlar arasında mekansal etkileşim ile ilgilendiğiniz için sorunludur.

Yaygın olarak kullanılan bir ayırma ölçüsü, 0'dan 1'e değişen ve denizaltılar daha büyük bölgeyle aynı nüfus dağılımına sahip olduğunda küçük ve denizaltılar sadece bir grup veya başka olduğunda büyük olan farklılık endeksidir . Genellikle birçok denizaltı için demografik bilgilerin bulunduğu bir bölgede hesaplanır (örneğin, metropol alanındaki tüm Sayım yolları için demografik verilere dayanarak metropol alanı için Siyah-Beyaz benzerlik indeksini hesaplayabilirsiniz). Wong (2002) yerel olarak modellenmiştirbir bütün olarak bölgeden ziyade komşu (yani bitişik) subareaların popülasyonuna dayalı olarak her bir alt alan için farklılık endeksini hesaplayarak ayrışma. Bu önlemin bir sınırlaması, bir seferde sadece iki grup için çalışabilmesidir. Bununla birlikte, her bir komşu bölgedeki en kalabalık iki grubu kullanarak kendi araştırmamda kullandım.

Her yönetim birimi (AU) için çeşitliliği hesaplamak istediğinizi belirttiniz. Ama aynı zamanda sürekli bir çeşitlilik yaratmanız gerektiğini söylüyorsunuz. Gerçekten sürekli bir çeşitlilik raster istemeniz veya AU çeşitliliğini hesaplamak için buna ihtiyacınız olduğunu düşünüyorsanız açık değil. Aslında sürekli çeşitlilik istiyorsanız, çekirdek yoğunluk tahmincisi kullanarak sürekli çeşitliliği görselleştiren O'Sullivan & Wong'a (2007) bakmanızı tavsiye ederim . Bunun, istediğinizi belirttiğiniz idari sınırlar boyunca nüfus etkileşimini hesaba katma etkisi vardır.

OTOH, idari birime göre gerçekten çeşitlilik istiyorsanız, bunu Herfindahl endeksini veya yerel farklılık endeksini kullanarak yapabilirsiniz. Ancak bu, her AU içindeki demografik özellikler hakkında bilgi gerektirir. Etnik alanlar haritasını kullanmanızın sebebinin, AÜ'ler için etnik nüfus verileriniz olmamasıdır. Ancak, her AU'nun popülasyonunu biliyorsanız ve etnik alanlar ızgarasıyla kesişiyorsanız, AU'ların nüfusunu etnik alanlara tahsis edebilirsiniz. Bu ve şimdiye kadar önerilen diğer cevaplar ile ilgili önemli varsayım, nüfus yoğunluğunun ya AU ya da etnik alanda sabit olduğunu varsaymalarıdır. Bu varsayım prima facie gibi görünüyor mantıksız, ancak verileri benden daha iyi biliyorsunuz ve bu varsayımdan rahat olabilirsiniz.

Hedeflerinizi anlamama dayanarak, yaklaşımımın şöyle olacağını düşünüyorum:

1. Alt birimlerin içindeki alt birimlerin AU'ların ve etnik alanların kesişimi olabileceği alt birimler içindeki model vektörü veya bir vektör veya raster ızgarası. Yeterli zaman verildiğinde, her iki şekilde de denemek isterim.
2. Her AU için Herfindahl endeksini hesaplayın, ancak Wong (2002) sonrasında Herfindahl endeksini sadece AU içindeki popülasyondan ziyade her AU'nun mahallesine göre hesaplayacağım. Yeterli zaman verildiğinde hem bitişikliğe hem de mesafeye dayalı mahalleleri deneyeceğim.

Tabii ki, bunların hiçbiri teknik uygulamaya geçmez, ancak bana bu konuda geri bildirimde bulunursanız, oradan devam edebiliriz.

Not: Bağlantı kurduğum akademik makalelere geçit verildi. OP'nin akademik bir kütüphaneye erişimi yoksa, e-posta yoluyla benimle iletişime geçmekten çekinmeyin, ben de sizin için sağlayacağım.