Association spatiale entre les zones (Statistiques spatiales)

Synthèse

Mesure le degré d’association spatiale entre deux régionalisations de la même zone d’étude dans laquelle chaque régionalisation se compose d’un ensemble de catégories, nommées des zones. L’association entre les régionalisations est déterminée par le chevauchement entre les zones de chaque régionalisation. L’association est la plus étroite lorsque chaque zone d’une régionalisation correspond le mieux à une zone de l’autre régionalisation. De même, l’association spatiale est la plus faible lorsque les zones d’une régionalisation présente un chevauchement important avec de nombreuses autres zones de l’autre régionalisation. La sortie principale de l’outil est une mesure globale de l’association spatiale entre les variables catégorielles : un nombre unique compris entre 0 (aucune correspondance) et 1 (alignement spatial parfait des zones). Cette association globale peut également être calculée et visualisée pour des zones spécifiée de l’une des régionalisations ou pour ces combinaisons spécifiques de zones entre les régionalisations.

Vous pouvez par exemple utiliser l’outil pour comparer deux ensembles de zones catégorielles, telles que le type de culture et la classe de drainage du sol d’une zone agricole pour mesurer la correspondance entre des cultures particulières et une classe spécifique de drainage du sol. L’outil permet aussi toutefois de mesurer l’évolution des mêmes zones catégorielles au fil du temps. Vous pouvez par exemple comparer les zones climatiques de 1990 à celles de 2020 pour mesurer leur évolution sur trois décennies. À l’aide de sorties facultatives, vous pouvez déterminer le changement de chaque zone climatique ; par exemple, pour savoir si des zones climatiques arides se sont développées dans des zones qui étaient semi-arides.

Pour en savoir plus sur le fonctionnement de l’outil Association spatiale entre les zones

Illustration

Des exemples d’association élevée et faible entre les zones bleues et oranges sont illustrés.

Utilisation

• Les zones de la première régionalisation se nomment les zones en entrée et les zones de la seconde régionalisation se nomment les zones de superposition. Chaque ensemble de zones peut être fourni sous forme d’entités surfaciques ou de raster avec un champ indiquant la catégorie de chaque entité surfacique ou cellule raster. Toutes les entités ou cellules qui partagent la même valeur du champ de zone catégorielle sont considérées comme étant dans la même zone.

• Par défaut, la sortie de l’outil a trois chiffres, chacun mesurant un type différent d’association globale. Les valeurs s’affichent dans les messages de géotraitement et renvoyés sous forme de sorties dérivées. Ces sorties dérivées peuvent être référencées en tant que variables dans les scripts Python (comme illustré dans le second exemple de code ci-dessous) ou utilisées en entrée dans d’autres outils dans ModelBuilder. Les trois mesures d’association sont les suivantes :

  • Global Measure of Association (Mesure d’association globale) : mesure de l’ensemble de l’association entre les zones en entrée et de superposition. Les plages de valeurs sont comprises entre 0 (aucune association) et 1 (correspondance parfaite). La valeur est indépendante du fait que les deux régionalisations correspondent aux zones en entrée ou de superposition (si les zones en entrée et de superposition sont inversées, cette valeur ne change pas). La statistique est déterminée par la moyenne harmonique des deux mesures d’association globale suivantes.
  • Global Correspondence of Overlay Zones within Input Zones (Correspondance globale des zones de superposition dans les zones en entrée) : mesure de la cohérence des catégories de la superposition dans chacune des zones en entrée, entre 0 et 1. La valeur 1 indique que chaque zone en entrée renferme une seule zone de superposition (correspondance parfaite des zones). Les valeurs proches de 0 indiquent que les zones en entrée sont divisées équitablement dans différentes catégories des zones de superposition (correspondance faible envers une seule zone de superposition).
  • Correspondance globale des zones en entrée dans les zones de superposition : mesure de la cohérence des catégories de l’entrée dans chacune des zones de superposition. Cette valeur est analogue à l’autre valeur de correspondance globale, mais elle mesure la variabilité des zones en entrée dans les zones de superposition. Ces deux mesures les valeurs de basculement en cas d’inversion des zones en entrée et des zones de superposition.

• Les mesures de correspondance globale peuvent être divisées spatialement dans chaque intersection des zones en entrée et de superposition. Chacune de ces intersections mesure la correspondance d’une combinaison particulière de zone en entrée et de superposition, par exemple un type de culture unique et une classe de drainage du sol unique. Vous pouvez créer ces combinaisons spécifiques à l’aide du paramètre Output Features (Entités en sortie) ou du paramètre Output Raster (Raster en sortie), selon que les zones sont des entités surfaciques ou des rasters. Chacune de ces sorties comprend deux diagrammes. Le premier montre un diagramme à barres côte à côte du chevauchement des zones de superposition au sein de chacune des zones en entrée. Le second montre des diagrammes à barres du chevauchement des zones en entrée au sein de chacune des zones de superposition. Ces diagrammes vous permettent de savoir si une zone en particulier correspond bien à une seule zone de l’autre régionalisation, telle qu’une correspondance entre le maïs et un sol bien drainé.

  Ces intersections peuvent également être agrégées dans chacune des zones en entrée ou de superposition à l’aide des paramètres Correspondence of Overlay Zones within Input Zones (Correspondance des zones de superposition dans les zones en entrée) et Correspondence of Input Zones within Overlay Zones (Correspondance des zones en entrée dans les zones de superposition), respectivement, si les zones en entrée et de superposition sont des polygones. Pour les rasters, ces agrégations sont stockées sous forme de champs du raster en sortie. Ces sorties vous permettent de mesurer simultanément la correspondance globale d’une zone en entrée ou de superposition en particulier par rapport à toutes les zones de l’autre régionalisation. Vous pouvez ainsi identifier des zones spécifiques avec une correspondance élevée ou faible par rapport à l’autre régionalisation. Vous pouvez également examiner toutes les intersections de la zone en vue de déterminer quelles combinaisons de zones sous-tendent une correspondance globale élevée ou faible.

  Contrairement aux mesures de correspondance et d’association globale, les valeurs inférieures des mesures locales de correspondance indiquent une correspondance plus élevée. La valeur minimale 0 indique une correspondance parfaite. Les mesures locales n’ont pas de limite supérieure, mais elles sont rarement supérieures à 2.

• Une licence ArcGIS Spatial Analyst extension est obligatoire pour utiliser des rasters en tant qu’entrées ou sorties de l’outil.

• Les zones en entrée et de superposition doivent s’intersecter pour calculer les mesures d’association. Toute zone d’une régionalisation qui n’intersecte pas au moins une zone de l’autre régionalisation ne sera pas prise en compte dans les calculs.

• Pour plus d’informations et plus de détails mathématiques, consultez la référence suivante :

  • Nowosad, J., Stepinski, T. F. (2018). « Spatial association between regionalizations using the information-theoretical V-measure. » International Journal of Geographical Information Science. https://doi.org/10.1080/13658816.2018.1511794

Paramètres

Boîte de dialogue

Étiquette	Explication	Type de données
Zones raster ou entité surfacique en entrée	Le jeu de données représentant les zones de la première régionalisation. Les zones peuvent être définies à l’aide d’entités surfaciques ou d’un raster.	Feature Layer; Raster Layer; Image Service
Champ de zone catégorielle	Le champ représentant la catégorie des zones en entrée. Chaque valeur unique de ce champ définit une zone individuelle. Pour les entités, le champ doit être un entier ou du texte. Pour les rasters, le champ VALUE est également pris en charge.	Field
Zones raster ou entité surfacique de superposition	Le jeu de données représentant les zones de la seconde régionalisation. Les zones peuvent être des entités surfaciques ou un raster.	Feature Layer; Raster Layer; Image Service
Champ de zone de superposition catégorielle	Le champ représentant la catégorie des zones de superposition. Chaque valeur unique de ce champ définit une zone individuelle. Pour les entités, le champ doit être un entier ou du texte. Pour les rasters, le champ VALUE est également pris en charge.	Field
Entités en sortie (Facultatif)	Les entités surfaciques en sortie contenant les mesures d’association spatiale à toutes les intersections des zones en entrée et de superposition. Les entités en sortie peuvent servir à mesurer l’association entre des combinaisons spécifiques de zones en entrée et de superposition, par exemple l’association entre les zones de production de maïs (type de culture) et les zones de sol bien drainé (classe de drainage du sol). Ce paramètre est activé uniquement si les zones en entrée et de superposition sont des entités surfaciques.	Feature Class
Raster en sortie (Facultatif)	Le raster en sortie contenant les mesures d’association spatiale entre les zones en entrée et de superposition. Le raster en sortie aura trois champs qui indiquent les mesures d’association spatiale pour les intersections des zones en entrée et de superposition, la correspondance des zones de superposition dans les zones en entrée et la correspondance des zones en entrée dans les zones de superposition. Ce paramètre est activé uniquement si au moins une des zones en entrée et de superposition est un raster.	Raster Dataset
Correspondance des zones de superposition dans les zones en entrée (Facultatif)	Les entités surfaciques en sortie contenant les mesures de correspondance des zones de superposition dans les zones en entrée. Cette sortie aura la même géométrie que les zones en entrée et peut servir à identifier quelles zones en entrée correspondent étroitement aux zones de superposition. Des combinaisons de zones spécifiques peuvent ensuite être recherchées avec les entités en sortie. Ce paramètre est activé uniquement si les zones en entrée et de superposition sont des entités surfaciques.	Feature Class
Correspondance des zones en entrée dans les zones de superposition (Facultatif)	Les entités surfaciques en sortie contenant les mesures de correspondance des zones en entrée dans les zones de superposition. Cette sortie aura la même géométrie que les zones de superposition et peut servir à identifier quelles zones de superposition correspondent étroitement aux zones en entrée. Des combinaisons de zones spécifiques peuvent ensuite être recherchées avec les entités en sortie. Ce paramètre est activé uniquement si les zones en entrée et de superposition sont des entités surfaciques.	Feature Class

Sortie obtenue

Étiquette	Explication	Type de données
Mesure globale de l’association spatiale	La mesure de l’association globale entre les zones en entrée et de superposition. Les plages de valeurs sont comprises entre 0 (aucune association) et 1 (association parfaite).	Double
Correspondance globale des zones de superposition dans les zones en entrée	La mesure de correspondance globale des zones de superposition dans les zones en entrée. La valeur ne peut pas être négative, et les valeurs proches de zéro indiquent une correspondance plus élevée (moins de variabilité).	Double
Correspondance globale des zones en entrée dans les zones de superposition	La mesure de correspondance globale des zones en entrée dans les zones de superposition. La valeur ne peut pas être négative, et les valeurs proches de zéro indiquent une correspondance plus élevée (moins de variabilité).	Double

Python

arcpy.stats.SpatialAssociationBetweenZones(input_feature_or_raster, categorical_zone_field, overlay_feature_or_raster, categorical_overlay_zone_field, {output_features}, {output_raster}, {correspondence_overlay_to_input}, {correspondence_input_to_overlay})

Nom	Explication	Type de données
input_feature_or_raster	Le jeu de données représentant les zones de la première régionalisation. Les zones peuvent être définies à l’aide d’entités surfaciques ou d’un raster.	Feature Layer; Raster Layer; Image Service
categorical_zone_field	Le champ représentant la catégorie des zones en entrée. Chaque valeur unique de ce champ définit une zone individuelle. Pour les entités, le champ doit être un entier ou du texte. Pour les rasters, le champ VALUE est également pris en charge.	Field
overlay_feature_or_raster	Le jeu de données représentant les zones de la seconde régionalisation. Les zones peuvent être des entités surfaciques ou un raster.	Feature Layer; Raster Layer; Image Service
categorical_overlay_zone_field	Le champ représentant la catégorie des zones de superposition. Chaque valeur unique de ce champ définit une zone individuelle. Pour les entités, le champ doit être un entier ou du texte. Pour les rasters, le champ VALUE est également pris en charge.	Field
output_features (Facultatif)	Les entités surfaciques en sortie contenant les mesures d’association spatiale à toutes les intersections des zones en entrée et de superposition. Les entités en sortie peuvent servir à mesurer l’association entre des combinaisons spécifiques de zones en entrée et de superposition, par exemple l’association entre les zones de production de maïs (type de culture) et les zones de sol bien drainé (classe de drainage du sol). Ce paramètre est activé uniquement si les zones en entrée et de superposition sont des entités surfaciques.	Feature Class
output_raster (Facultatif)	Le raster en sortie contenant les mesures d’association spatiale entre les zones en entrée et de superposition. Le raster en sortie aura trois champs qui indiquent les mesures d’association spatiale pour les intersections des zones en entrée et de superposition, la correspondance des zones de superposition dans les zones en entrée et la correspondance des zones en entrée dans les zones de superposition. Ce paramètre est activé uniquement si au moins une des zones en entrée et de superposition est un raster.	Raster Dataset
correspondence_overlay_to_input (Facultatif)	Les entités surfaciques en sortie contenant les mesures de correspondance des zones de superposition dans les zones en entrée. Cette sortie aura la même géométrie que les zones en entrée et peut servir à identifier quelles zones en entrée correspondent étroitement aux zones de superposition. Des combinaisons de zones spécifiques peuvent ensuite être recherchées avec les entités en sortie. Ce paramètre est activé uniquement si les zones en entrée et de superposition sont des entités surfaciques.	Feature Class
correspondence_input_to_overlay (Facultatif)	Les entités surfaciques en sortie contenant les mesures de correspondance des zones en entrée dans les zones de superposition. Cette sortie aura la même géométrie que les zones de superposition et peut servir à identifier quelles zones de superposition correspondent étroitement aux zones en entrée. Des combinaisons de zones spécifiques peuvent ensuite être recherchées avec les entités en sortie. Ce paramètre est activé uniquement si les zones en entrée et de superposition sont des entités surfaciques.	Feature Class

Sortie obtenue

Nom	Explication	Type de données
global_measure_of_spatial_association	La mesure de l’association globale entre les zones en entrée et de superposition. Les plages de valeurs sont comprises entre 0 (aucune association) et 1 (association parfaite).	Double
global_correspondence_overlay_to_input	La mesure de correspondance globale des zones de superposition dans les zones en entrée. La valeur ne peut pas être négative, et les valeurs proches de zéro indiquent une correspondance plus élevée (moins de variabilité).	Double
global_correspondence_input_to_overlay	La mesure de correspondance globale des zones en entrée dans les zones de superposition. La valeur ne peut pas être négative, et les valeurs proches de zéro indiquent une correspondance plus élevée (moins de variabilité).	Double

Exemple de code

Exemple 1 d’utilisation de l’outil SpatialAssociationBetweenZones (fenêtre Python)

Le script suivant pour la fenêtre Python illustre l’utilisation de la fonction SpatialAssociationBetweenZones.

import arcpy
arcpy.stats.SpatialAssociationBetweenZones("forest_type", "Class_Name", 
               "soil_drainage", "ClassName", None, 
               "forest_soil", None, None)

Exemple 2 d’utilisation de l’outil SpatialAssociationBetweenZones (script autonome)

Le script Python autonome ci-dessous illustre l’utilisation de la fonction SpatialAssociationBetweenZones.

# Calculate the association between forest type and soil drainage class rasters.  

import arcpy 

# Set the current workspace
arcpy.env.workspace = r"c:\data\project_data.gdb"
arcpy.env.overwriteOutput = True

# Determine the association.
result = arcpy.stats.SpatialAssociationBetweenZones("forest_type", "Class_Name", 
               "soil_drainage", "ClassName", None, "forest_soil")

# Print the derived output for the Global Measure of Spatial Association.
globalV = result[4]
if globalV > 0.9:
    print('Forest type and soil drainage class are highly associated.')

Environnements

Système de coordonnées en sortie, Étendue, Taille de cellule, Méthode de projection de la taille de cellule, Masque, Raster de capture

Cas particuliers

Étendue

Cet environnement affecte uniquement le raster en sortie.

Taille de cellule

Cet environnement affecte uniquement le raster en sortie.

Méthode de projection de la taille de cellule

Cet environnement affecte uniquement le raster en sortie.

Masque

Cet environnement affecte uniquement le raster en sortie.

Raster de capture

Cet environnement affecte uniquement le raster en sortie.