空间概率评估分析工具_应用与公安行业

空间概率评估分析工具

1、空间概率评估分析说明
        此处所谓的空间概率，是指某件事情，发生在某处的一个概率，如有这样一个命题：
        全市5月份共发生了200起案件，其中发生在A小区的事件总共有16起，问是否有异常？
        这里说明的异常，就是假设全市发生的案件，如果没有特殊的条件，应该是平均的分布在全市的各个角落（当然实际上不可能，这个与治安情况、流动人口、受教育阶层、经济条件等很多情况有关系。我们这里讨论纯粹的自然空间计量关系，暂时不考虑各种人文社会因素），那么A小区理论上会发生多少起案件，在全市案件的占百分百数量是多少？对照实际的案件发生数据，来计算是否出现案发异常。
         如下图所示：

 
        其中，黄色的大区域表示全市范围，蓝色的NO.1和NO.2表示其中的两个小区，黑色圈状点表示案件发生的情况。
        如果不去进行空间概率评估分析的话，NO.1区域发生了怎么多起案件，是否是正常，如果不正常，那么超出了正常值多少？
        以下通过我们这个空间概率分析工具，来对种情况进行分析
2 、工具说明
        空间概率评估分析工具是采用python脚本编写的一个功能，通过ArcGIS封装成了tools，主要界面如下：
  
 

        一共是七个参数，其中有两个参数是用于存放临时数据的设置，最少需要输入两个图层信息（其中，空间约束范围图层和分析区域图层可能是同一个图层。）
       七个参数的说明如下：
         空间约束范围图层：最大分析区域，用于计算总的区域量级，必须是要包含所有的分析区域的全集。
         分析区域图层：需要分析空间概率的区域，必须是空间约束范围的子集。
         事件数据点图层：实际用于分析的事件点的图层。
         区域分析结果输出图层：输出图层，用于输出最后的分析结果，结构与分析区域图层一致。
         分析字段：分析区域图层中的一个不可变唯一标识（注意，不可以是OBJECTID这种可变的标识）。
         临时输出结果存放空间：在分析的过程中临时生成的数据的存放空间。
         临时统计结果表：在分析的过程中生成的临时结果表，注意结果表是不可以放在要素数据集中的，所以这里要独立设置一个参数。
         空间随机率总量：用于参照概率的样本总量，默认是10000，根据统计原理，样本总量越多，越接近理论概率。但是样本总量越多，计算量就越大，消耗时间就越长。

 

3、工具用法
 
        运行内容：
 
        运行的过程中会计算出两组结果，一组是在样本总量的基础上，得出理论空间概率，一组是利用实际的样本数据，得出实际概率。
        以上数据也会写入到输出结果中。
 
         从结果中可以看出，NO.1区域，在样本总量为10000的情况下，理论上发生在该区域中的数量只有149件，空间概率只有1.49%，而实际上在102起案件中有12件发生在这个区域中，空间概率高达11.76%，超出了理论概率的接近10倍。这样就可以认为，此区域发生严重的案发异常。
 NO.2区域理论上是13%，实际上是17%，略高与理论数据，我们认为是比较正常的情况。

4、实例演示
 
        如下实例，两个图层的基本情况如下：
        Jurisdiction是某个城市的某个区域的街区区划图。
        CrimePoint_All是发生在这个区域内的所有案件的空间分布情况。
        现在要分析，在这些街区中，那些街区的案发率高于理论案发率。
        分析过程如下：
 
        运行过程如下：
 
        运行结果如下：
 
        通过制图渲染，把低于理论值的区域设为蓝色，高于理论值的区域设为红色，得出如下空间分布情况：
 
可以看出，我们理论概率和实际概率的差，从-0.078——0.071之间，分布情况如下：
 

          处于最极端的两个区分别是92区和39区。，如下：
 

       根据计算出来的结果，就可以继续采取相应的分析，为什么这个区域的概率如此之高，是否有什么特殊的情况发生，如果通过全年度的分时段分析，会得出更多的一些信息。
5、后续说明
        此工具直接利用的是空间随机分布来计算理论概率，没有考虑人文社会的因素，所以空间模型非常之简单，以后如果能够在工具中加入各种相关因素，分析的结果就会更加的准确。
        这里只是提出一种空间概率评估的思路，还非常不完善，希望有兴趣的同仁能够提出各种宝贵的思路，完成该模型。
                                                                                                                                      by:esri_大虾卢

 

PS:对以上工具有兴趣的同学，可以关注新浪微博并@Esri_大虾卢，私信留下邮箱索取。(附：该工具的脚本采用的是ArcGIS 10.1的python环境编写的，如果需要运行，请安装ArcGIS 10.1)