時空掃描統(tǒng)計量

1、時空掃描統(tǒng)計量-空間統(tǒng)計1.1時空掃描統(tǒng)計量空間自相關(guān)分析具有一定的局限性，其沒有納入時間因素故而不能判斷地理 空間上聚集區(qū)域隨時間變化的趨勢。而時空掃描很好的解決了這一難題，不僅能 夠揭示地理空間上聚集區(qū)域隨時間變化的規(guī)律，同時還能得出聚集區(qū)域的相對危 險度，更加精確的對空間聚集區(qū)域位置進行了定位。風險人口時間間隔中心點（坐標）圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-1時空掃描原理示意圖時空聚集性分析同時考慮了時間和空間兩個因素，主要采用移動窗口法 （moving windows），如圖 錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-1所示，在地理空 間上創(chuàng)建掃描窗口（圓柱體），圓柱體的底面對應研究的地理區(qū)

2、域，圓柱體的高 對應掃描時間間隔，圓柱體的半徑對應掃描的風險人口。掃描窗口的大小和位置 在地理空間上不斷的變化，其過程為：隨機選取地理空間上任一地理位置作為掃 描窗口的底面中心，相應的地理區(qū)域（掃描窗口的底面積）不斷變化，對應時間 間隔（掃描窗口的高）也不斷變化，直到達到預先規(guī)定的上限為止。然后對每一 個掃描窗口，根據(jù)實際屬性值（如發(fā)病數(shù)）和人口數(shù)可計算出預期屬性值（發(fā)病 數(shù)），然后利用掃描窗口內(nèi)外的實際值和預期值構(gòu)造對數(shù)似然比（log likelihood ratio, LLR）檢驗統(tǒng)計量，最終選取LLR值最大的窗口為高聚集窗口。針對每個掃描窗口，在泊松分布假設(shè)前提下，有：uz =m I n

3、G （式錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-1）* G，其中七表示隨機假設(shè)下時空窗口 Z中的理論事件數(shù)；mz表示時空窗口 Z中 的總案例數(shù)；mG表示研究區(qū)域內(nèi)的總案例數(shù)；nG表示研究時空范圍內(nèi)的總事件 數(shù)。接下來，根據(jù)窗口內(nèi)外的理論與實際事件數(shù)構(gòu)造對數(shù)似然比（log likelihood ratio LLR）統(tǒng)計量來描述窗口內(nèi)事件異常聚集的程度，表達為：Lmi片r哉LLR =-z =（式錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-2）L（nG0 匕UG ）其中七表示時空窗口 Z中的是事件數(shù)，nG是研究區(qū)域總事件數(shù)，uz是時空窗口 Z中的理論事件數(shù)，七是研究區(qū)域總的理論事件數(shù)，氣=Z七。LLR是單調(diào)遞 減的

4、，P值是根據(jù)蒙特卡羅假設(shè)檢驗得出。當LLR取最大值且PV0.05時，可以 認為該區(qū)域存在聚集特征。【案例44】使用廣東某疾病數(shù)據(jù)（Guangdong_case_popu.xls，包含病例和人口數(shù)據(jù)）和 地理坐標數(shù)據(jù)（Guangdong_geo.xls）數(shù)據(jù)，以廣東省區(qū)縣地理位置為基本單元、 40%風險人口為半徑、月為時間間隔，運用SaTscan軟件對廣東省某疾病進行回 顧性時空掃描統(tǒng)計，計算RR值和時空聚類的LLR值。部分數(shù)據(jù)分別展示如表 錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-1表錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-2 所示：表 錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-1廣東某疾病數(shù)據(jù)（部分數(shù)據(jù)）quxi

5、ancasepoputime4401036793026Jan-094401031793026Feb-0944010336793026Mar-09440103208793026Apr-09440103180793026May-09440103222793026Jun-09440103142793026Jul-0944010362793026Aug-0944010385793026Sep-0944010395793026Oct-09表 錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-2廣東地理坐標數(shù)據(jù)（部分數(shù)據(jù)）quxianlonlat440781112.7122.03440785112.2822.244409

6、81110.9722.03440983111.1222.43441223112.4323.67441224112.1723.97441225111.7123.56441226111.9823.27441402116.1224.28441421116.1924.36注意：數(shù)據(jù)集中的行需要按地點-時間的順序規(guī)范排列。如果某地某個時間 段沒有發(fā)生事件，則不能略去相應的行，而要將該行對應的事件數(shù)記為0。步驟1：打開文件打開SaTScan，單擊【File】-【New Session】，彈出對話框，如圖 錯誤!文 檔中沒有指定樣式的文字。-2所示，圖中顯示有三個界面，分別為:Input、Analysis、

7、 Output oOutputAdvanced Case File：口OutputAdvanced Case File：口-Time Frecision Hone Si1 YearMonth Day Generi cControl File：CBernonlli Model)uStudy ZeriodStart Date：Year Month DayYear Month Day200011End Date： 200012 | 71Fopulation File：(Foieeotl Model.)uZoordinates File：CoordinateEu。Cartesi anGrid File

8、：(optional) Lat/LongM圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-2時空掃描界面步驟2： Input界面在Input界面中，有多個文件選項，分別為：Case File、Population File、 Coordinate File。（1）Case File，操作步驟如圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-3（a。）所 示：盛 Import File WizardSlease File:L： M am t VD at a . 3Sp it i al smp *r al Giisiig darkg_ be e_p o pu. c sv|. . . |The expected fomia

9、t C . If the selected file iw not S2TS cn fiomiatted (whitespace delimited) or field zre not in the expected order, select e Next button to specify how to read this file.Ok.lear ImjortHext 、注：這里應該注意，SaTScan同OpenGeoDa 一樣，都不能識別中文路徑， 因此所有操作都應該在英文路徑下，否則就會出錯。Sampl ing of F ila Cent ents :Hlee 土 mil sase-

10、j &tise-至czzi440102. -6. 92O2J440103j lj 9302 2MEH244Q1Q3j 3fij 7 33G2-6J 2g3344Q1O3J 201 79302SJ 2-005T444010S. 130. 7930.26, 2009-5440102. -222. 793Q-2G. 2-OOEH-G44。皿 1組凹耶第海4 7丁I gnor e Ei rst 0row e 匣 f irst row i s ccilumn namSlllllllllllllllllllllllll mi mi mi mi mi mi mi mi Fi eld Sep：ai_ator

11、Comma B j Sem i col onflii te spac e _ O + Jierijr oup Indi e at oi_ DoiibLe QuotasSiiLgle Quotes-. PreviousHext )D i spl ay S aTSc artibles For : :di e cret e Po i eeor model: SaTS csltl Vari ableSoirrce File VariableLoeati on IDuiLasgignedNumber of CagesuiLasgignedDite/Time (optional)uiLasgignedCo

12、vri a+el (optional)IlTL&EEigTLedCovri a+e2 (optional)IlTL&EEigTLedCovri a+e3 (optional)IlTL&EEigTLedi9 A .rtM 4 K 4 A llf K 4 r , T1. gkl 1rrr. a L L i rv. . JGenerated 11 #One C o urit #qwt 1 3Tlc aseP&P71I imelocati onl14：4QLO36793026200-1locati on214：4QL03179302620(ra-Zlocati on314：4QL03367930262

13、00-3locati on4144010320873026200S-4locati on5144010318073026200S-5locati on6144010322273026200S-&locati on?144010314273026200S-7-rM | Lnp#=Colmiri is not actually de fined ltl file but caii b& used as SjaTScan vsari able：:-. PreviousIT ext 摩 Import File WizardD i spl ay S aTSc arti ibles For : di e

14、cret e Po i eeor model：:-. Pr evi oueIT ex t /Loeati on IDquKi anNiunber of CagesesiE色Date/Time (optional)KimeCovri a+el (optional)iiTLasEigTiedCovri a+e2 (optional)iiTLasEigTiedCovri a+e3 (optional)iiTLasEigTiedi9 A4 K 4 A ll i K 4 r , T1. gkl 144W. IH L L 1 ,T.且 jSaTScan V=ari ableSoinree File Vmr

15、iwhleGenerated Z1 #One C o urit #qwc i artc azeP&P71t imelocati onl14：4QLO3G793036axra-ilocati on214：4QL031793036axra-zlocati on314：4QL0336793036200-3locati on4144010320873026200S-4locati on5144010318073026200S-5locati on6144010322273026200S-&locati on?144010314273026200S-7-r，| LHPr常=Colmin is not a

16、ctually de fined ltl file but can be used as SjaTScan vai_i able.9 Save imported input file as：C : ampl eIr ainYl. SSpsti oTempcralXCg-ses. cas11 Save these settiTigs arid direetly from file suic whn rurirLirig th里 stlsIveleL ancel：. P r evi ousL ancel圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-3 Case File（2）Population File,

17、之前的操作步驟同（1）中的操作，不同之處在于數(shù)據(jù)及變量的選擇，如圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-4（a、b）所示：-lear ImportIText -lear ImportIText Population File:匚：VEw&ffipl&JData 4. 3SpitiaTemp&Fal .Gnsikgdaiks_iase_popu. csvThe expected format -of the population file is: 2岫&7如jg Cvyanae . If the selected file is not SaTScjn formatted (whitespace d

18、elimited) or fields are not in die eapcct-ed order, select e Next button to specify h.ow to read this file.Displ ay 5aTScart Variables For : diecrete Poi eeor modelSaTS csltl Vsri ableSouree File Vai- i =abl eLoeati on IDQTLKi 9ILDite/Time (optionalJtimeFojnLa.tioiihopiCovri a+el (optional)IlTL&EEig

19、TLedCovri a+e2 (optional)IlTL&EEigTLedCovri a+e3 (optional)IlTL&EEigTLed|9 A VFtmv q K 4 A llf K 4 r , T1. gkl 1 i rv. . JGenerated II #qwciancasepoputimelocati onl44010Q67930262009-1locati on24010317930262009-2locati on340103367930262009-3T-locati on44401332087930262OO9-4locati on544013318079302620

20、09-5locati on64401332227930262OO9-6locati on?4401331427930262009-7locati onS440133627930262009-8Ti C, 35 . nrij LnL苧=Colmm is not actually de fined ltl file but cart be used as SaTSrar，vsari ablePreviousIT ext /圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-4 Population File（3）Coordinates File，之前的操作步驟同（1）中的操作，不同之處在于數(shù)據(jù)及變量的選擇，如圖錯

21、誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-5（a、b）所示：Coordinates File:The expected format of 1he coordinaites file, using Cartesian coor-dirutes is: X-Ccerdina . If the sekctwi file is not SaTS c-an fbrmattd (whitespace delimit m fields are not in th.e expected order, select the Neoct button co specify liow to red this Sle.-le

22、ar ImportIText -lear ImportIText Generated 11 #qwci an1 on1 atlocati onl4407B1112.7122. 03locati on2440785112.2822. 2locati on3440961110.9722. 03Tlocation4440963111.1222. 43locati on5441223112. 4323. 67locati on6441224112.1723. 97locati on?441225111.7123. 56locati onS441226111.9323. 27Ti C, d cn 旬L

23、ai_ t L ai_ t e e 1 siluax n aT esSaTS csltl Vri ableSource File Var i =abl eLoeati on IDQTLKi 9TLIIonTQ.atZ1 (optional)IlTL&EEigTLfidZ2 (optional)IlTL&EEigTLfidZ3 (optional)IlTL&EEigTLfid審 iifk 4 r m a*1 ID ispl ay SaTSc &tl ITai-i. iblee For :圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。 -5 Coordinate FileStudy Period 改為 200

24、9.1.12009.12.31, Time Precision 改為 Month, 如圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-6所示：Input Analysi s OutputCase File：Time FrecisionC：，iixample，,LTraii，ii.4. 3Sp at i oT emp or al C as e s. cas J HoneYearZontrol File：(Bernoulli Model)O MonthDayu GenericStudy TeriodStart Date：Year Month DayYear Month Day20091TEnd Date： 2

25、00912JFopulation File：(Foieeotl Model.)C:arnjl e Tr ai rt4. 3 Sp at i oT emp or al opul at i on. pop|. . . |CoordirLteE File：-CoordinatesC : x ampl e r ai nki. 3Sp at i oT emp or al C o or di nt e s. geo.通 Cartesi an Lat/LongGrid File：(option：al)uAdvanced 圖 錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-6 Study Period&Time Preci

26、sion步驟3： Analysis界面Type of Analysis: Space-Time (時空分析)Probability Model: Poisson（3）Time Aggregation: Month（4）點擊右下角的 Advanced，出現(xiàn) Advanced Analysis Features,將 Maximum Spatial Cluster Size設(shè)置為40（默認為50%），即40%的風險人口。如圖 錯誤!文 檔中沒有指定樣式的文字。-7 （a、b）所示：Rat我Input Analysis OutputProbability ModelScan For Areas Wit

27、h：Discrete Sc art Stati sties:3 High RatesPin-ely SpatialBernoulliPurely TemporalHigh or Low RatesMui + i nom i alOrdinalUni ts: TearExponent i alHormalPizrely TemporalC ont i nuous Sc art Statistics：MonthEAdvanced Rat我Input Analysis OutputProbability ModelScan For Areas With：Discrete Sc art Stati s

28、ties:3 High RatesPin-ely SpatialBernoulliPurely TemporalHigh or Low RatesMui + i nom i alOrdinalUni ts: TearExponent i alHormalPizrely TemporalC ont i nuous Sc art Statistics：MonthEAdvanced j Sp at i al Var i ati on in Temporal TrendsTime AggregationSpace_Time FermutationType o Ari：ilysi s Foi ssonR

29、etrospective ArL：alys es :Foi EEon L I匚 Isotonic 5pati al 5cajt Statistic舞 Adumn 匚ed Anask Features匚 Inrlade Purely lefijioral ClnEters (Spatisil Size = 100%)patisi kindSlipSet IeftultETemporal Witido#Spajee arid Tin 匚 Isotonic 5pati al 5cajt Statistic舞 Adumn 匚ed Anask Features匚 Inrlade Purely lefij

30、ioral ClnEters (Spatisil Size = 100%)patisi kindSlipSet IeftultETemporal Witido#Spajee arid Tin e Adjustn&jLtsBorder Atilys i sPot er Eval iiatioLLMaxiiTiuri Snatial Cluster SizeilliptietTaErCaripGctac 5 e F 皿dAy： | MedlUlTl50.0jercent dE th.* popula.tiori d.:finti in tki nax cirdt Ei: file (C= 50K-

31、)ie bl circle with 3 1 0CarteEian. imiIs radius4G。par cent of the populatioii at ri sk (= 葛 default = 50%)圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-7 Analysis界面步驟4： Output界面（圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-8）圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-8 Output界面步驟5：運行結(jié)果最后點擊頁面上方的三角標志（如圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-9）運行結(jié)果，得到兩個聚類結(jié)果，如圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-10：圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-9運行結(jié)果的標志ZLUEFERE EE TEC TED *1. Log atian 皿 includEd. z 44030644珊脆44-0304j 44150L44O3O3j4401440