空间自相关在江苏省国民体质监测中的应用

点赞:26935 浏览:121284 近期更新时间:2023-12-31 作者:网友分享原创网站原创

摘 要:目的:建立江苏省国民体质监测GIS数据库并分析肥胖和体质总体状况的空间分布规律.方法利用2000年和2005年对江苏省国民体质调查的数据,建立GIS空间数据库.利用ArcGIS的空间分析模块,分别对江苏省成年人肥胖率和体质总分进行全局性和局域性空间自相关分析.结果全局性分析显示,无论是成年人肥胖率还是体质总分的增量变化的标准化结果Z(I)均大于1.65,说明江苏省成年人的肥胖率和体质总分的增量变化在全省范围内具有较好的空间结构性,存在明显的空间正相关性.局域性分析显示,全省成年人肥胖率的增量变化在苏南地区和苏北地区呈现明显的空间正相关性,苏中地区则呈现空间负相关性.另外,对体质总分增量变化的局域性分析显示,苏南地区主要表现为明显的空间正相关性,苏北地区表现为空间负相关性,苏中地区则无明显的相关性.结论:(1)各市成年人无论肥胖率还是体质总分的变化在空间上均具有趋同性;(2)肥胖率的增量在苏南和苏北呈现同步高增长的趋势,而在苏中则表现为同步低增长的趋势.体质总分的增量呈现出明显的两极分化,南部地区表现为同步增长的趋势,而在北部地区则表现出负向趋同性,形成一个不增长甚至负增长的空间聚集区域.

关 键 词:体质监测;肥胖;体质总分;空间自相关

中图分类号:G804.49文献标识码:A文章编号:1004-4590(2008)01-0076-04

Abstract:ObjectiveToestablishtheGISdatabaseofnationalfitnesssurveillanceinJiangsuProvinceandanalyzethespatialdistributioncharacterofadultobesityandphysicalfitnessconditions.MethodsThroughusingnationalphysicalfitnessinvestigationdataofJiangsuProvincein2000andin2005,theGISsurveillancedatabasewasestablished.UsingtheArcGISspatialanalysiodule,wholeandlocalspatialautocorrelationanalyseswereappliedtoadultobesityandtotalscoreofphysicalfitnessofJiangsuProvince.ResultsWholespatialautocorrelationanalysisdemonstratedthatstandardizedvaluesZ(I)oftheincrementsofadultobesityrateandtotalscoreofphysicalfitnesswerebiggerthan1.65.Thatistosay,theincrementsofadultobesityrateandtotalscoreofphysicalfitnesshethebetterspatialpropertyintheentireprovince.Spatialvariableshesignificantspatialpositivecorrelation.LocalspatialautocorrelationanalysisdemonstratedthattheincrementofadultobesityratepresentedsignificantspatialpositivecorrelationinthesouthernareaandthenorthernareaofJiangsuProvinceandpresentedsignificantspatialnegativecorrelationinthemiddleareaofJiangsuProvince.Moreover,theincrementoftotalscoreofphysicalfitnesspresentedsignificantspatialpositivecorrelationinthesouthernareaandpresentedsignificantspatialnegativecorrelationinthenorthernareaofJiangsuProvince.ButnosignificantcorrelationwaoundinthemiddleareaofJiangsuProvince.Conclusion(1)theincrementsofadultobesityrateandtotalscoreofphysicalfitnessinthecitiesofJiangsuProvincehadspatialhomogeneity,(2)TheobesityratepresentedthesynchronizedhighincreaseinsouthernandnorthernareaofJiangsuProvince,butdisplayedthesynchronizedlowincreaseinthemiddleareaofJiangsuProvince.Thetotalscoreofphysicalfitnesspresentedobviouspolarization.Thetotalscoreinsouthernareagrewforsynchronization,butinnorthernareadidnotgrow,evendecreased.


Keywords:

physicalfitnesssurveillance;obesity;totalscoreofphysicalfitness;spatialautocorrelation

国家体育总局自1998年颁布国民体质监测制度以来,江苏省目前已经完成二次国民体质监测任务,并且分别在2001年和2006年发布了江苏省国民体质监测结果.虽然国民体质监测工作涉及范围广,调查人数多,但是在各级单位的共同努力下,二次全省的监测工作都得以顺利完成并建立了国民体质数据库.国民体质监测数据库信息量大,涉及指标广,既可以做相同监测年份的横向比较,又可以做不同监测年份的纵向比较.2003年国家统计局已明确把体质监测结果列入社会发展评估体系,并着手评估方法的研制.这对进一步开发、利用体质监测数据并与其他社会发展相关数据库的整合提出了新的要求.地理信息系统(GIS)作为一个开放的数据平台,目前已广泛应用于诸如人口、环境、卫生、资源开发等众多社会发展领域[1].国民体质监测数据库与GIS的整合有助于进一步挖掘数据内在价值,深入分析国民体质在推动社会发展中的地位和作用.本研究拟先建立国民体质监测GIS数据库并用自相关分析对数据库做初步分析.


1材料与方法

1.1基础地图

以中国地图出版社、中华人民共和国国家测绘局制作的1:1,000,000中国数字化地图(DMDC)国际版为基础,从中提取出江苏省县界地图[2].

1.2建立江苏省国民体质监测GIS数据库

收集江苏省国民体质监测中心分别在2000年和2005年对全省的国民体质调查所获得的国民体质数据资料.将收集到的体质资料输入FoxPro6.0,并把各县、市均用国际码标注.在ArcGIS9.0平台上[3],与县、市界地图联接,建立江苏省国民体质监测GIS数据库(见图1).

1.3空间自相关分析

空间自相关是一种空间统计方法,指同一个变量在不同空间位置上的相关性.空间自相关指标能够对变量空间分布的自相关强度进行检验.对于体质数据分布的空间结构形态进行分析,本文分别采用全局Moran’sI系数和局部G系数来反映邻近区域单元上同一现象或属性值的相关程度[4].

(1)全域型的Moran’sI的公式如下:

对于Moran指数,可以用标准化统计量Z来检验n个区域是否存在空间自相关关系,Z的计算公式为:Z(I)等于[SX(][I-E(I)][][KF(]Var(I)[KF)][SX)]

当Z值为正且显著时,表明存在正的空间自相关,也就是说相似的观测值(高值或低值)趋于空间集聚;当Z值为负且显著时,表明存在负的空间自相关,相似的观测值趋于分散分布;当Z值为零时,观测值呈独立随机分布.

(2)局域型的G统计量的计算公式如下(对每一个区域单元):

对统计量的检验与局部Moran指数相似,其标准化检验值为:

统计学显著的正值表示在该区域单元周围,高观测值的区域单元趋于空间集聚,而统计学显著的负值表示低观测值的区域单元趋于空间集聚.

2结果

2.1各市成年人肥胖率及体质总分增量变化的特点

本文利用江苏省2000年和2005年全民体质调查建立的数据库,从中提取出成年人肥胖率及体质总分的增量变化作为研究的区域变量,涉及到全省13个地级市,共计13个不规则的空间区域单元.图2和图3分别为2000~2005年的江苏省成年人肥胖率增量变化及成年人体质总分增量变化的专题图.其中肥胖的分类标准按照体质指数BMI≥28.0则判定为肥胖.

从图2可以看出,自2000年~2005年以来,江苏省各市的成年人肥胖率均有不同程度的上升.苏南地区肥胖率上升的趋势最为明显,其中又以南京、常州和苏州增长幅度为最大.苏北地区肥胖率的增长趋势仅次于苏南,除淮安市肥胖增长率略低以外,苏北其他城市(徐州、连云港、宿迁和盐城)的肥胖率均增长较快.相比之下,苏中地区的扬州、泰州和南通的肥胖率的增加明显低于苏南和苏北地区.

从图3可以看出,自2000年~2005年以来,江苏省成年人体质总分的变化出现较大的分化趋势.苏南和苏中地区的体质总分呈现出较大的上升趋势,其中苏南的镇江和无锡增长最大.苏北地区体质总分的增长趋势较为缓慢,除徐州和宿迁略有增长外,其余3市(连云港、淮安、盐城)均表现为体质总分的下降趋势.

2.2各市肥胖率和体质总分增量变化的整体空间特征

对于江苏省各市肥胖率和体质总分增量变化的全局指标计算结果如表1所示(采用最大距离标准).从表中可以看出,自2000年~2005年以来,无论是成年人肥胖率还是体质总分的增量变化的标准化结果Z(I)均大于1.65.由此,说明江苏省成年人的肥胖率和体质总分的增量变化在全省范围内具有较好的空间结构性,存在明显的空间正相关性,即:肥胖人数增长快的地区与增长缓慢的地区分别都在空间上呈现一定的积聚性;体质总分增长快的地区与增长迟滞甚至负增长的地区也分别都在空间上呈现一定的积聚性.换言之,江苏省整体上具有成年人肥胖率增长快的地区相互邻接,肥胖率增长慢的地区相互邻接的趋势;同时,体质总分增长快的地区相互邻接,体质总分增长迟滞甚至负增长的地区相互邻接的趋势.

2.3局域空间特征分析

对江苏省各市成年人的肥胖率及体质总分增量的局域统计分析,能够提示出肥胖率和体质总分增量变化在局部区域内的空间结构形态.表2为2000年~2005年以来,全省各市成年人肥胖率和体质总分增量变化的局域统计量Gi值及其标准化值.图4和图5分别为肥胖率和体质总分基于标准化Z(Gi)值的空间自相关图.

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从表2和图4可知,全省成年人肥胖率的增量变化在苏南、苏中和苏北三个区域上总体呈现出两种空间结构形态:苏南地区(除镇江市)和苏北地区(除淮安市)呈现明显的空间正相关性,苏中地区则呈现空间负相关性.由统计结果可以看出,苏南地区和苏北地区肥胖率增量变化具有同步高增长的趋势,形成“高―高效应”,尤其是苏北的徐州、宿迁、连云港和盐城肥胖增长的正向影响效应比较突出.苏中3市肥胖率增量变化具有较强的负向趋同性,形成一个低增长的空间聚集区域,形成“低―低效应”,

3市的肥胖增长率普遍偏低.

从表2和图5可知,全省成年人体质总分的增量变化呈现出明显的两极分化的趋势.苏南地区主要表现为明显的空间正相关性,苏北地区表现为空间负相关性,苏中地区则无明显的相关性.统计结果显示,苏南地区的镇江、常州、无锡、苏州和苏中地区的泰州体质总分的增量变化具有同步增长的趋势,形成“高―高效应”.而苏北地区的连云港、淮安和盐城则表现为负向趋同性,形成一个不增长甚至负增长的空间聚集区域,形成“低―低效应”.

3讨论

GIS空间数据库的管理功能强大,数据种类多样,应用性强.在进行全民体质监测、群众体育等社会科学的研究中,GIS空间数据库的建立,可弥补传统资料信息量少、不同领域资料难以有效整合、查阅困难、缺乏综合分析的不足,并可对已有信息进行系统整理、统一分类,使分散的资料系统化,变独享资料为共享资料,使杂乱的数据标准化,单要素资料变成综合资料,从而实现信息的现代化管理,增加数据资料的使用频率与使用范围.本次研究应用GIS空间分析功能,对体质监测数据库中的区域变量进行空间自相关分析,以探寻观察变量是否存在地域聚集性.度量空间自相关的指标很多[5,6,7],可以分为全局指标和局域指标两种,本文采用全局Moran’sI系数和局域G系数.在进行显著性检验时,进行标准化,分别计算统计量Z(I)和Z(Gi)值.在P等于0.05显著水平下,Z(I)大于1.96时,表示区域变量彼此存在空间正的自相关性(++,--).而Z(I)若介于1.96与-1.96之间,则表示研究范围某现象空间分布的关联性不明显,空间自相关性亦较弱.此外,若Z(I)若小于-1.96时,则表示研究范围某现象的分布呈现负的空间自相关性(+-,-+).与Moran指数只能发现相似值(正关联)或非相似性观测值(负关联)的空间集聚模式相比,局域G系数具有能够探测出区域单元属于高值集聚还是低值集聚的空间分布模式.正关联属于高值集聚,负关联则属于低值集聚.

本文通过对江苏省2000~2005年以来,各市成年人肥胖率和体质总分增量变化的全局性以及局域空间相关性分析,可以得出如下结论:(1)各市成年人肥胖率和体质总分的增量变化在全省范围内存在显著的空间正相关性,即:各市无论在肥胖率还是体质总分的变化在空间上具有趋同性;(2)局域相关分析的结果显示,在全省肥胖率及体质总分的变化趋同的基础上,各个区域又呈现出不同的特点.肥胖率的增量在苏南和苏北呈现同步高增长的趋势,而在苏中则表现为同步低增长的趋势.体质总分的增量呈现出明显的两极分化,南部地区表现为同步增长的趋势,而在北部地区则表现出负向趋同性,形成一个不增长甚至负增长的空间聚集区域.苏南地区的成年人体质总分在这五年里呈现出正向增长的高聚集区,这可能与苏南地区对于全民健身活动投入更多的资金有关.苏南地区经济水平普遍高于苏北和苏中,近几年苏南各市在社区建立了广泛的全民健身设施,全民健身的社会氛围很浓,居民有广泛参与全民健身的意识.


江苏省每五年进行一次全省范围的国民体质监测工作.这种定期、有组织、规范化的体质调查,不仅能够及时掌握全省不同人群体质的长期变化趋势,而且也为当地社会发展评估体系提供有效的基础数据.目前体质监测工作后,建立的数据库大都是单一的体质数据库.现在通过GIS数据库作为一个开放的平台,体质监测数据就可以与其他社会相关资源数据有效地整合在GIS平台上.这对体质监测数据做进一步数据挖掘,发掘体质数据与其他相关社会数据资源之间的内在联系,提高数据库的使用效率都起到积极的作用.