空间分析——SatScan软件简明教程
軟件簡(jiǎn)介
SaTScan是一個(gè)用于對(duì)時(shí)間序列數(shù)據(jù),空間數(shù)據(jù)或者時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間、空間和時(shí)空掃描統(tǒng)計(jì)的開源的軟件。他的主要功能包括以下幾個(gè)方面:
1、執(zhí)行疾病地理監(jiān)測(cè),探索疾病的空間或者時(shí)空聚集區(qū),同時(shí)探索對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)是否存在顯著性相關(guān)。
2、探索疾病是在時(shí)間、空間或者時(shí)空上的分布是離散的還是聚集的。
3、評(píng)估疾病聚集區(qū)的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性特征。
4、進(jìn)行多種時(shí)間周期性疾病監(jiān)測(cè),以便及早發(fā)現(xiàn)疾病暴發(fā)。
方法簡(jiǎn)介
掃描統(tǒng)計(jì)法是一種基于窗口(空間/時(shí)空)的掃描方式。其中方法的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
空間掃描統(tǒng)計(jì)法是一種基于移動(dòng)掃描窗口對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的方法。通過建立一個(gè)動(dòng)態(tài)改變大小的移動(dòng)的圓形窗口,在研究的范圍內(nèi),對(duì)疾病高發(fā)空間聚集區(qū)域進(jìn)行掃描。其中,移動(dòng)窗口的半徑閾值在0到設(shè)定的最大風(fēng)險(xiǎn)人口值之間。最大風(fēng)險(xiǎn)人口值的設(shè)置需要參考疾病的空間分布特征,一般不超過總?cè)丝跀?shù)50%。當(dāng)研究區(qū)域的空間數(shù)據(jù)為投影坐標(biāo)時(shí),亦可以采用橢圓形窗口作為移動(dòng)掃描窗口。在進(jìn)行移動(dòng)掃描的過程中,計(jì)算每一個(gè)窗口選定區(qū)域的對(duì)數(shù)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(qū)。在對(duì)湖北省HFRS病例數(shù)據(jù)進(jìn)行空間掃描時(shí),結(jié)合時(shí)空分布特征結(jié)果和反復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,設(shè)定最大風(fēng)險(xiǎn)人口值為25%。
時(shí)空掃描統(tǒng)計(jì)方法同樣基于圓形(或橢圓形)的移動(dòng)掃描窗口,但該窗口同時(shí)具備了時(shí)間權(quán)重信息。其基本的定義與純空間掃描統(tǒng)計(jì)相似,而掃描窗口的高度則是反映時(shí)空聚類的時(shí)間周期。圓柱形窗口在空間和時(shí)間坐標(biāo)上移動(dòng),訪問每個(gè)可能的地理位置及大小的同時(shí),也訪問相應(yīng)的時(shí)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(gè)研究區(qū)域,從而反映可能存在的聚集。
時(shí)空掃描統(tǒng)計(jì)可以用于單一回顧性分析,也可用于時(shí)間-周期性前瞻性監(jiān)測(cè)。時(shí)間掃描統(tǒng)計(jì)量使用在一個(gè)維度(時(shí)間)中移動(dòng)的窗口,與時(shí)空掃描統(tǒng)計(jì)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(jié)束的日期都是靈活的可變的。
當(dāng)掃描統(tǒng)計(jì)量用于評(píng)估時(shí)間趨勢(shì)的空間變化時(shí),掃描窗口本質(zhì)上表示的是空間。對(duì)于窗口的每個(gè)位置和大小,則需要計(jì)算在掃描窗口內(nèi)外部的時(shí)間趨勢(shì)。零假設(shè)條件下,時(shí)間趨勢(shì)相同,而替代方案不同。基于這一假設(shè),計(jì)算可能性越高,時(shí)間趨勢(shì)的差異性反而越不可能。而由于各種原因,群集內(nèi)部的時(shí)間趨勢(shì)與群集外部的時(shí)間趨勢(shì)相同的群集是最有可能的。例如,如果群集內(nèi)部時(shí)間趨勢(shì)較高,則是因?yàn)樗袇^(qū)域在時(shí)間段開始時(shí)就具有相同的疾病發(fā)病率,但群集區(qū)域在時(shí)間段結(jié)束時(shí)具有較高的增長(zhǎng)速率。這可能是因?yàn)槿杭瘏^(qū)域在時(shí)間段開始時(shí)具有較低的速率,在此之后它在其余時(shí)間段“趕上”,使得速率在時(shí)間段結(jié)束時(shí)大致相同。因此,在時(shí)間趨勢(shì)分析中空間變化中的統(tǒng)計(jì)上,顯著的群集并不意味著群集的總疾病率更高或更低。
時(shí)間趨勢(shì)的空間變化掃描統(tǒng)計(jì)只能使用離散泊松概率模型來運(yùn)行。為了使它正常運(yùn)行,研究期間的總時(shí)長(zhǎng)可以被時(shí)間間隔聚合的長(zhǎng)度均勻地分割,使得所有時(shí)間間隔具有相同的年數(shù)。
軟件使用說明
對(duì)于Satscan軟件來說,主要需要準(zhǔn)備的是三個(gè)文件
“.cas”文件:這個(gè)文件主要包含了案例的編碼、個(gè)數(shù)和時(shí)間信息;
“.geo”文件:這個(gè)文件主要包含了案例的編碼和坐標(biāo)信息
“.pop”文件:這個(gè)文件主要包含了案例的編碼和對(duì)應(yīng)時(shí)間人口數(shù)量信息。
具體的使用方法,大家可以參見官方的幫助文檔。
對(duì)于結(jié)果的分析
Satscan生成的文件都是以二進(jìn)制存儲(chǔ)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(jié)合不同的需求,可以對(duì)這些這些文件進(jìn)行提取,結(jié)合坐標(biāo)信息,利用ArcGIS軟件進(jìn)行可視化的展示和分析。其中,rr文件可以用來生成相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)圖。
官方鏈接:https://www.satscan.org/
總結(jié)
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?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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