【ArcGIS工具箱】121.度量地理分布——线性方向平均值

2024年7月25日

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度量地理分布工具集提供了一系列工具，用于分析和描述地理要素空间分布特征，例如中心、密度或方向。可以利用这些空间分布特征对一段时间内的分布变化进行追踪或对不同要素的分布进行比较。

度量地理分布工具集包含中心要素、方向分布、线性方向平均值、平均中心、中位数中心、标准距离六个工具。

本次主要介绍线性方向平均值工具。

1、概念：

线性方向平均值工具用于识别一组线的平均方向、长度和地理中心。

该工具会生成一个新的线要素，其中心为所有输入要素质心的平均中心点、长度为所有输入矢量的平均长度、其方位或方向标识所有输入矢量的平均方位或平均方向。

输出的线要素的属性值包括：

CompassA – 罗盘角（以正北为基准方向按顺时针旋转）。
DirMean – 方向平均值（以正东为基准方向按逆时针旋转）。
CirVar – 圆方差（用于测量线方向或方位偏离方向平均值的程度）。与标准差测量类似，圆方差 (CirVar) 值指示方向平均值矢量表示输入矢量集的好坏程度。圆方差的范围介于 0 到 1 之间。如果所有输入矢量具有完全相同（或非常相似）的方向，则圆方差将很小（接近于 0）。当输入矢量方向跨越整个罗盘时，圆方差将很大（接近于 1）。
AveX 和 AveY – 平均中心 X 和 Y 坐标。
AveLen – 平均线长度。

在 GIS 中，每条线均被指定了起点和终点，并具有方向。方向的设置是在数字化或导入坐标列表过程中创建线要素时完成的。可以利用箭头符号显示线来查看每条线的方向。如果要计算平均方向，请确保所有线的方向都是正确的。如果要计算平均方位，则会忽略线的方向。

一般地,我们对从起点移动到终点的要素（例如暴风雨）计算平均方向，而对静态要素（例如断层线）计算平均方位。不过，在某些情况下，也会对表示移动行为的线计算它的平均方位。例如，官方文档给出的示例：对麋鹿在何处开始和结束其季节性迁徙感兴趣的野生生物学家可能会计算每个季节期间麋鹿所行经的路径的平均方向。但是，如果该生物学家对迁徙路径本身的特征感兴趣而想要确定哪条路径比较合适，而不是麋鹿在何处开始和结束迁徙，那么将会计算平均方位。

需要注意的是，尽管大多数线在起点和终点之间具有多个折点，该工具将只使用起点和终点来确定方向。

图片来源：ArcMap官方文档

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该工具在分析线性特征（如道路、河流、迁移路径等）的方向趋势时特别有用。例如，可以使用该工具来分析动物迁移路径的方向，或者研究交通流量的主要方向。

2、工具：

加载表示河流的【Stream】线要素，并利用箭头符号显示线来查看每条线的方向。

选择【系统工具箱→Spatial Statistics Tools→度量地理分布→线性方向平均值】工具，在弹出的对话框中进行设置。

仅方向：指定是否在分析中包括方向（起始结点和终止结点）信息。未选中（默认设置）时将在计算平均值时使用起始结点和终止结点。这是默认设置。选中时将忽略起始结点和终止结点信息。
案例分组字段：用于对要素进行分组，以进行独立的线性方向平均值计算。当指定了案例分组字段时，会首先根据案例分组字段值对输入线要素进行分组；然后为每个组创建输出线要素。