دانلود فیلم آموزشی: آمار فضایی (تحلیل داده‌های مکانی)-سه-موسسه چشم انداز-www.gisland.org

در این پست قصد داریم که شما را با فیلم آموزشی: آمار فضایی (تحلیل داده‌های مکانی)-با تدریس عالی دکتر استیو فاربر آشنا کنیم.دکتر استیو فاربر هم اکنون در دانشگاه تورنتو کانادا مشغول به خدمت رسانی است.

درباره مدرس:
Dr. Steven Farber

دکتر استیون فاربر جغرافیدان و تحلیلگر داد ه های مکانی فضایی است. برنامه تحقیقاتی او در مورد چگونگی تأثیرگذاری سیستم های اطلاعات جغرافیایی(GIS) و آمار فضایی بر سیستم حمل و نقل شهری است . به اعتقاد دکتر استیو فاربر سفر وسیله ای است که از طریق آن سیستم های کاربردی و حمل و نقل با شرایط اجتماعی ، اقتصادی و محیطی پیوند می خورند. کار دکتر استیو فاربر درک بهتر این پیوند در تلاش برای بهبود پایداری حمل و نقل و برنامه ریزی کاربری اراضی می باشد. این امر از طریق توسعه تکنیک های جدید اقتصاد جغرافیایی و مکانی و فضایی امکان پذیر است. رویکرد میان رشته ای دکتر فاربر از تئوری های فعالیت و مدل سازی رفتار سفر ، جغرافیای شهری ، حمل و نقل- و زمان ، تحلیل مکانی و علم اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده می کند و به پیشرفت این علم کمک شایانی می کند.
دکتر استیو فاربر هم اکنون در دانشگاه تورنتو کانادا مشغول فعالیت و خدمت رسان یاست.برای دسترسی به صفحه آکادمیک دکتر استیو فاربر بر روی لینک زیر کلیک نمایید:
https://www.utsc.utoronto.ca/geography/steven-farber

درباره تحلیل های فضایی:

تحلیل فضایی شاخه ای و یا نگرشی از جغرافیا است که در ادامه انقلاب کمی در نیمه دوم قرن بیستم در جغرافیا ایجاد شد (Miller and Wentz, 2003). و ویژگی هایی را مطالعه می کند که در سطح زمین پراکنده شده و از جایی به جای دیگر تغییر می کنند. این پراکندگی ها یا تحت تاثیر عواملی ایجاد شده اند و یا اینکه به صورت تصادفی شکل گرفته اند. در نتیجه شکل این پراکندگی ها می تواند متمرکز ، پراکنده و یا تصادفی باشد. جغرافیا سعی دارد نوع این پراکندگی را شناسایی کند. برای اینکه پس از شناخت ماهیت تصادفی بودن یا نبودن می تواند در باره عوامل موثر در شکل گیری آن فکر کرده و پیش بینی نماید. الگوهای توزیع به دو طریق چشمی و آماری قابل تشخیص هستند. طریق چشمی چندان دقیق نیست و بر اساس توانایی محقق فرق می کند. اما روش آماری دقیقتر است. در نتیجه مهمترین و بنیادی ترین روش مطالعه الگوهای توزیع روش های کمی است. در روش کمی توزیع پراکندگی با استفاده از روش علمی شناسایی شده و با یک توزیع مورد انتظار که معمولا یک توزیع تصادفی است مقایسه می شود. این مقایسه با اعمال اصول روش علمی انجام می شود. یعنی اینکه فرضیه ساخته می شود و داده های لازم جمع آوری شده و پردازش می شود. بر اساس نتایج پردازش فرضیه تحقیق استدلال شده و ماهیت توزیع مشاهده شده معلوم می گردد.

 داده هایی که در باره تغییرات مکانی عارضه ها و یا ویژگی آنها جمع آوری می شوند داده های فضایی(Spatial Data) نامیده می شوند. مطالعه این داده های جغرافیایی از نظر فادرینگهام(Fatheringham, 2000)  بنیان جغرافیای کمی را تشکیل می دهد. به نظر ایشان جغرافیای کمی شناخت الگوهای فضایی (Spatial Patterns)و فرایند های فضایی(Spatial Processes) بوجود آورنده این الگوها می باشد.  بنا براین تحلیل فضایی و تحلیل جغرافیایی دو مفهوم غیر قابل منفک هستند. پیتر هاگت(Hagget,2001) در راستای تلاش برای وحدت جغرافیا و نجات آن از چند پارچه شدن بویژه از نظر جغرافیای انسانی و طبیعی، سه محور یا نگرش اصلی برای جغرافیا ارایه می نماید:

• تحلیل فضایی(Spatial Analysis). شناسایی الگوهای پراکندگی عارضه ها و ویژگی ها و عوامل بوجود آورنده این الگوها. این ویژگی ها و عارضه ها همه قسمت های جغرافیا را اعم از طبیعی و انسانی در بر می گیرد.
• تحلیل اکولوژیکی(Ecological Analysis). در این نگرش رابطه بین متغییرهای فضایی مانند تغییرات دما و ارتفاع، میزان بیکاری و سطح سواد و غیره بررسی می شود. در واقع روابط فضایی بین متغییر ها بویژه
• متغییرهای انسانی با متغییرهای طبیعی بررسی می شود. مقیاس زمانی مطالعات در نگرش های تحلیل فضایی واکولوژیکی محدود نیست. و در هر اندازه ای می تواند باشد. آنچه که مهم است این است که بر اساس این نوع مطالعات قوانین و قضایای کلی در مورد الگوهای پراکندگی و عوامل موثر بر آنها کشف شود.
• تحلیل ناحیه ای(Regional Complex Analysis). با استفاده از قوانین و قضایای حاصل از نگرشهای اول و دوم وضعیت مرکب و پیچیده یک ناحیه معین مطالعه و شناسایی می شود. یااینکه بر اساس تغییرات فضایی الگوها و فرایند ها نواحی متمایز تعیین می شود و تفاوت ها و تشابهات بین نواحی مطالعه می شود.

فرمول یک مکانی

      جهت شناخت کامل یک مکان و اجرای یک مطالعه جغرافیایی کامل باید سه نگرش با هم و به صورت مرتب ترکیب شوند. اولین مرحله مطالعه جغرافیایی تحلیل فضایی است. بر اساس این شناخت و به منظور شناسایی فرایندهای مهم تحلیل اکولوژیکی انجام می شود. در آخر هم تحلیل ناحیه ای به صورت نظری و یا کاربردی انجام می شود. به عبارت دیگر نمی توان این سه نگرش را از هم جدا کرد و هر کدام را به تنهایی بیانگر و جانشین کل جغرافیا دانست. می توان بر کل این نگرش ها یک عنوان تحلیل فضایی نام نهاد ولی در عمل باید همه این نگرش ها پیاده شوند تا اینکه به یک شناخت جغرافیایی، یعنی شناخت الگوها و بیان رفتار و نظام تغییرات بر روی زمین، مقایسه پراکندگی ها با همدیگر و کشف هماهنگی های مکانی و فضایی از طریق بررسی روابط بین تغییرات فضایی دو یا چند عارضه یا ویژگی که منجر به شناخت قوانین و مدل های فضایی می شود، شناسایی نواحی متمایز و متجانس سطح زمین از نظر پراکندگی پدیده ها و محدوده فعالیت فرایندها، و در نهایت جغرافیای مکان رسید.

     مهمترین ویژگی تحلیل فضایی بررسی هر عارضه یا ویژگی یا متغییر جغرافیایی همراه با منظور نمودن مختصات زمینی آن یعنی عرض و طول و ارتفاع می باشد. بدین جهت داده های مورد استفاده به آمار های زمینی یا زمین آمار موسوم هستند(Geostatistics). به عبارت دیگر زمین آمار به داده هایی گفته می شود که در باره عارضه های واقع بر روی زمین جمع آوری می شوند. و هدف نهایی آنها کشف هر نوع رفتار یا الگوی موجود در تغییرات آنها بر روی زمین است. بااین مفهوم در هر پردازشی که به مختصات روی زمین عارضه ها نیاز باشد داده ها به داده های زمینی یا زمین آمار موسوم هستند. مثلا در مورد بررسی میزان رطوبت خاک و یا تغییرات درحه حرارت دانستن موقعیت مکان از نظر عرض و طول و ارتفاع ضروری است. در صورت دانستن این سه ویژگی می توان تغییرات رطوبت را به صورت علمی و درست تحلیل کردو به عبارت دیگر دانسته ها ی نهان پراکندگی رطوبت را کشف کرد. در واقع تحلیل فضایی عبارت است از بررسی دقیق داده های فضایی ( در باره مکان عارضه ها و یا ویژگی های این عارضه ها )به منظور شناخت رفتار نهان در آنها مانند شناخت الگوهای فضایی، روند های مکانی یا فضایی،  هماهنکی های فضایی،  و استثناهای فضایی(Leo and Yeung,2005). از آنجاییکه داده های فضایی بویژه داده های پیوسته مانند دما و رطوبت خاک از نقاط مشخصی به صورت نمونه تهیه می شوند لازمه شناخت و کسب آگاهی از میزان این ویژگی ها در نقاط نمونه برداری نشده  تخمین داده های این قسمت ها از روی آمار نقاط نمونه برداری شده می باشد. این فرایند تخمین در نظر اکثر محققین کانون اصلی مفهوم و یا نگرش زمین آمار ر ا تشکیل می دهد. اما بعضی ها هم مفهوم زمین آمار را در مقیاسی گسترده وعام تعریف کرده آن را شامل همه پردازش های داده های فضایی از میانگین و انحراف معیار مکانی گرفته تا تهیه نمودار و نقشه و از همه مهمتر فرایند پیچیده درون یابی مقادیر نقاط نامعلوم از روی نقاط نمونه برداری شده می دانند(Hack, 2005).  ایشان فرایند های تحلیل فضایی را بازمین آمار معادل می گیرد و به طور غیر مستقیم بیان می دارد  که داده ها و آماره ها و نتایج تحلیل فضایی زمین آمار می باشند. تحلیل فضایی بر روی آمار های زمینی یا زمین آمار انجام می شود. در این راستا ایشان تحلیل زمین آماری را به شرح زیر خلاصه کرده است:

• بررسی و پردازش اولیه داده های فضایی مانند محاسبه آماره های اولیه مانند میانگین و …. و تهیه نقشه های پراکندگی ها، شناسایی الگوهای پراکندگی ها.
• برازش مدلهای واریوگرام به داده ها به منظور شناسایی ویژگی های فضایی و برداری متغییر ها. در واقع شناسایی تغییرات و جهت این تغییرات.
• محاسبه پارامتر های واریوگرام ها مانند عرض از مبدا(Nugget) دامنه (Range) و سیل(Sill).
• تخمین
• مدل سازی فضایی.

           فرایند زمین امار عمدتا در مورد ویژگی های فضایی بکار می رود که در بخش مربوطه توضیح داده خواهد شد. 

 پراکندگی عوارض جغرافیایی

 عارضه های جغرافیایی حقیقت هایی هستند که بر روی زمین وجود دارند مانند شهر، روستا، معدن، رودخانه، دریاچه، باتلاق، کارخانه، بیمارستان، صندوق پست، اداره اتش نشانی، خیابان،  و هزاران نوع دیگر. جغرافیدان بدون توجه به ویژگی این عارضه ها پراکندگی آنها را بر روی زمین مطالعه می کند و سعی دارد الگوی مشخص هر کدام از این پراکندگی ها را شناسایی کند. ویژگی های هر کدام از این الگوها را مانند تراکم،  فاصله اعضا از همدیگر، شیب تغییرات،  و جهت تغییرات شناسایی می کند. نتایج این نوع مطالعات در امور برنامه ریزی و مدیریت مکان بسیار مهم است. برای نمونه در سالهایی که در شهرهای کشور مشکل ثبت نام دانش آموزان وجود داشت مدیران آموزش و پرورش تاکید داشتند که دانش آموزان بر اساس نواحی تقسیم شده ثبت نام شوند. اما چون این نواحی بر اساس معیار های جغرافیایی(فضایی) تقسیم نشده بودند مشکلات فراوانی ایجاد می کردند.  دانش آموزی که با مدرسه ای فقط 500 متر فاصله داشت نمی توانست در آن ثبت نام نماید چون در محدوده آن ناحیه قرار نداشت و مجبور بود به مدرسه ای برود که فاصله بسیار طولانی با منزل ایشان داشت. در صورتی که اگر بررسی مدارس شهر به عنوان عوارض نقطه ای و تعیین محدوده مناسب هر کدام بر اساس روشهای تحلیل فضایی انجام شود، مشکلات و مسایل زیادی از جهت رفت وآمد مردم، هزینه های اضافی، نارضایتی روحی مردم، و آلودگی هوا حل می شود. شناخت الگوی پراکندگی جمعیت و ویژگی های آن مانند نقاط پر تراکم و نسبتا کم جمعیت کمک مهمی در توزیع امکانات رفاهی و بهداشتی و توسعه ارتباطات می کند.تحلیل فضایی عارضه ها به منظور شناخت کامل موقعیت مکانی آنها و کشف رفتار های نهفته از اهداف عمده تحلیل کمی جغرافیا می باشد. همانند روشهای اماری غیر فضایی در اینجا هم شاخص های آماری مانند میانگین انحراف معیار و ضرایب همبستگی و …….  محاسبه می شود. روشهای اماری غیر فضایی همان روشهای کلاسیک و یا متداول است که در انها دانستن موقعیت مکانی داده ضروری نیست. این نوع محاسبات در واقع به تحلیل تشریحی داده های فضایی (Spatial Exploratory Data Analysis)موسوم است.