13.3. R#

R是一个独立的开源语言和环境,可用于执行统计分析和以图形方式可视化数据。 用户通常在命令行界面或基于GUI的软件(如RStudio)中使用这种语言。 在这两种环境中, 用户都可以通过安装SP、RGDAL 、SpatioTemporal等附加软件包来处理地理空间数据。 但是,我们也可以通过处理工具箱访问这些强大的统计工具。

与前面的算法提供程序类似,我们需要确保R的配置正确。 虽然QGIS已经安装的必需的R脚本,但是为了运行它们, 我们还需要从 http://www.R-project.org/ 下载并安装 R

QGIS中 R 的集成提供了一些高度专业化的空间分析工具,这些工具主要用于家庭范围分析和点模式分析。 为了探索工具箱中一些可用的 R 算法,我们将使用现有数据执行一些常用的统计任务, 这些任务对于评估空间数据非常有用。 在本节中,我们将使用以下数据层:

  • 高程文件( dems_10m.dem ,可在 "GRASS" 数据文件夹中找到 )

  • 山体阴影文件( hillshade.tif ,在 "GRASS" 部分创建 )

  • 河流( hydl.shp )

  • 火山口文件( vents.shp ,在R 数据文件夹中 )

  • 坡度文件( slope.tif ,在GRASS部分中创建 )

13.3.1. 探索汇总统计数据和直方图#

探索空间数据的共同出发点是评估给定数据层内值的范围。 尽管当您导航到 Vector-QGI 时,QGIS本身会为矢量数据提供类似信息。 分析工具-基本统计信息,以及通过属性下直方图窗口中的栅格图层, R 提供了更多选项以及更好地可视化数据的功能。 例如,我们可能对给定分水岭内的河流长度值范围感兴趣。

为了使用 R 来评估,我们可以使用 Summary 工具, 选择"river"的图层作为输入,并定义输出文件以生成底层数据的文本摘要, 如 图 13.13 所示。

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图 13.13 Summary statistics设置#

下面的屏幕截图演示了运行 Summary statistics 工具, 如 图 13.14 所示。

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图 13.14 运行Summary statistics工具#

然而,评估这类数据的信息量更大的方法通常是通过直方图来查看特征或特征出现的频率。 在这种情况下, 我们可以使用 Vector Processing 下的 Histogram 工具生成总结最频繁和最少出现的流长度的视觉效果。 这是一个参数,通常被用来表征一个给定流域的地表水文。 以下屏幕截图说明了输入参数,如 图 13.15 所示。

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图 13.15 Histogram输入参数#

下面的屏幕截图演示了生成的直方图,如 图 13.16 所示。

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图 13.16 直方图结果#

对于这种特殊情况,我们看到较短河流段的频率更高,这在这种特殊地形中是有意义的, 因为它们通常代表径向排水网络中的许多小支流。 在地形变化较小的地区,可能会发现更长、更连续的河段。 这在下一个屏幕截图中进行了说明,其中突出显示了长度小于1000米的流段, 如 图 13.17 所示。

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图 13.17 小于1000米的流段#

我们可以使用 Raster Processing 工具下的 Raster Histogram 。 例如,我们可能有兴趣探索给定区域内高程或坡度的变化,以评估开发潜力或滑坡敏感性。 下一个屏幕截图说明了在立面层上运行此工具后的结果输出,如 图 13.18 所示。

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图 13.18 立面层结果#

下一个屏幕截图说明了在斜坡层上运行此工具后的结果输出,如 图 13.19 所示。

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图 13.19 斜坡上直方图结果#

从这两个简单的柱状图中,我们可以很快推测,虽然整个火山口湖国家公园地区的海拔高度有很大的变化, 但这个斜坡是相当单峰的,并且显示出非常温和的斜坡。 如前所述,QGIS有一个用于探索类似信息的内置查看器,但它通常在视觉上不太简洁。