空间分析——SatScan软件简明教程
軟件簡介
SaTScan是一個用于對時間序列數據,空間數據或者時空數據進行時間、空間和時空掃描統計的開源的軟件。他的主要功能包括以下幾個方面:
1、執行疾病地理監測,探索疾病的空間或者時空聚集區,同時探索對應的數據是否存在顯著性相關。
2、探索疾病是在時間、空間或者時空上的分布是離散的還是聚集的。
3、評估疾病聚集區的統計學顯著性特征。
4、進行多種時間周期性疾病監測,以便及早發現疾病暴發。
方法簡介
掃描統計法是一種基于窗口(空間/時空)的掃描方式。其中方法的主要內容包括以下幾個方面:
空間掃描統計法是一種基于移動掃描窗口對數據進行分析的方法。通過建立一個動態改變大小的移動的圓形窗口,在研究的范圍內,對疾病高發空間聚集區域進行掃描。其中,移動窗口的半徑閾值在0到設定的最大風險人口值之間。最大風險人口值的設置需要參考疾病的空間分布特征,一般不超過總人口數50%。當研究區域的空間數據為投影坐標時,亦可以采用橢圓形窗口作為移動掃描窗口。在進行移動掃描的過程中,計算每一個窗口選定區域的對數似然比(Log Likelyhood Ratio, LLR)值,將LLR值最高的窗口作為最大似然聚集區。在對湖北省HFRS病例數據進行空間掃描時,結合時空分布特征結果和反復實驗結果,設定最大風險人口值為25%。
時空掃描統計方法同樣基于圓形(或橢圓形)的移動掃描窗口,但該窗口同時具備了時間權重信息。其基本的定義與純空間掃描統計相似,而掃描窗口的高度則是反映時空聚類的時間周期。圓柱形窗口在空間和時間坐標上移動,訪問每個可能的地理位置及大小的同時,也訪問相應的時間段。通過大量不同大小和形狀的重疊圓柱體,共同覆蓋整個研究區域,從而反映可能存在的聚集。
時空掃描統計可以用于單一回顧性分析,也可用于時間-周期性前瞻性監測。時間掃描統計量使用在一個維度(時間)中移動的窗口,與時空掃描統計量所使用的圓柱體的高度使用相同的方式定義,這也說明它在開始和結束的日期都是靈活的可變的。
當掃描統計量用于評估時間趨勢的空間變化時,掃描窗口本質上表示的是空間。對于窗口的每個位置和大小,則需要計算在掃描窗口內外部的時間趨勢。零假設條件下,時間趨勢相同,而替代方案不同。基于這一假設,計算可能性越高,時間趨勢的差異性反而越不可能。而由于各種原因,群集內部的時間趨勢與群集外部的時間趨勢相同的群集是最有可能的。例如,如果群集內部時間趨勢較高,則是因為所有區域在時間段開始時就具有相同的疾病發病率,但群集區域在時間段結束時具有較高的增長速率。這可能是因為群集區域在時間段開始時具有較低的速率,在此之后它在其余時間段“趕上”,使得速率在時間段結束時大致相同。因此,在時間趨勢分析中空間變化中的統計上,顯著的群集并不意味著群集的總疾病率更高或更低。
時間趨勢的空間變化掃描統計只能使用離散泊松概率模型來運行。為了使它正常運行,研究期間的總時長可以被時間間隔聚合的長度均勻地分割,使得所有時間間隔具有相同的年數。
軟件使用說明
對于Satscan軟件來說,主要需要準備的是三個文件
“.cas”文件:這個文件主要包含了案例的編碼、個數和時間信息;
“.geo”文件:這個文件主要包含了案例的編碼和坐標信息
“.pop”文件:這個文件主要包含了案例的編碼和對應時間人口數量信息。
具體的使用方法,大家可以參見官方的幫助文檔。
對于結果的分析
Satscan生成的文件都是以二進制存儲的文本文件,主要含了.out文件,.col文件,.cci文件,.gis文件,.rr文件,.llr文件。結合不同的需求,可以對這些這些文件進行提取,結合坐標信息,利用ArcGIS軟件進行可視化的展示和分析。其中,rr文件可以用來生成相對風險圖。
官方鏈接:https://www.satscan.org/
總結
以上是生活随笔為你收集整理的空间分析——SatScan软件简明教程的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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