本書共13個章節(jié)，在討論空間統(tǒng)計(jì)及其覆蓋的空間點(diǎn)模式的基礎(chǔ)上提出了分析空間參考點(diǎn)過程數(shù)據(jù)的模型和統(tǒng)計(jì)方法，同時探討了過去十年中隨著時空引索數(shù)據(jù)應(yīng)用的不同方法論的發(fā)展及空間點(diǎn)模式在時空背景下的新進(jìn)展。作者在書中提出了許多關(guān)于點(diǎn)模式分析的觀點(diǎn)同時列舉了大量有趣的實(shí)例，很好的說明了這些方法是如何應(yīng)用于生命科學(xué)的空間數(shù)據(jù)分析，有助于不同學(xué)科的應(yīng)用統(tǒng)計(jì)從業(yè)人員的閱讀。除此之外，本版本還包含了通過使用R的幾個專用包來分析空間點(diǎn)過程數(shù)據(jù)的使用，數(shù)據(jù)集和R代碼都可以從網(wǎng)上獲得，這無疑是此本應(yīng)用型教材的一個很好的補(bǔ)充。是一個很好的介紹點(diǎn)過程統(tǒng)計(jì)書籍，特別適合初學(xué)者。
空間點(diǎn)模式是一個在特定區(qū)域內(nèi)，可能由某種統(tǒng)計(jì)機(jī)制所產(chǎn)生的不規(guī)則分布的位置集合。在大多數(shù)應(yīng)用，特定區(qū)域基本上是一個平面（二維歐幾里得空間），當(dāng)然應(yīng)用到一維空間也是可以的。隨著三維掃描顯微鏡的出現(xiàn)，在三維空間的應(yīng)用也越來越普遍。第1版《空間統(tǒng)計(jì)學(xué)》成書于1983年。作者意在介紹這個領(lǐng)域的主要方法和在生物科學(xué)，特別是生態(tài)學(xué)方面的應(yīng)用。
在2003年出版的第2版中，一方面在方法上進(jìn)行了擴(kuò)充，另一方面綜合了這些年來的研究進(jìn)展，同時也保持了該書應(yīng)用性的特點(diǎn)。很多新內(nèi)容涉及的數(shù)學(xué)都趨于復(fù)雜，我對這部分新內(nèi)容所采用的方法是討論了其中的核心想法，而沒有太涉及里面的技術(shù)細(xì)節(jié)，具體細(xì)節(jié)讀者可以參考原始文獻(xiàn)。我力圖避免更寬泛地討論空間統(tǒng)計(jì)學(xué)。Cressie（1991）指出空間統(tǒng)計(jì)學(xué)的三個分支為：地理統(tǒng)計(jì)（空間連續(xù)過程）、網(wǎng)格過程（空間離散過程）和空間點(diǎn)過程。這三個過程在某種程度上雖然有所交叉，但它們有各自不同的隨機(jī)模型和相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)方法，因此可以分開來研究。
在空間點(diǎn)過程的范疇里，過去30年里可能最重要的理論進(jìn)展是在模型中出現(xiàn)了正式的以似然函數(shù)為基礎(chǔ)的推斷方法。這些方法取代了在20世紀(jì)80年代中比較流行的非正式方法。然而有些非正式方法還是有用的，并在不同的方面得到了發(fā)展，比如，非參數(shù)平滑方法就被應(yīng)用于空間點(diǎn)過程。隨著新應(yīng)用的出現(xiàn)，也進(jìn)一步促進(jìn)了統(tǒng)計(jì)方法的發(fā)展。我在自己的研究中和在這本書中大量采用的兩個應(yīng)用領(lǐng)域分別是顯微解剖學(xué)和流行病學(xué)。
在顯微解剖學(xué)中，空間點(diǎn)模式中的點(diǎn)通常是在顯微組織切片中的細(xì)胞位置。討論對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響用哪種模型更適合以及細(xì)胞結(jié)構(gòu)又與細(xì)胞間的相互作用有什么關(guān)系。從統(tǒng)計(jì)學(xué)上來說，更本質(zhì)的是，大多數(shù)顯微解剖學(xué)研究使用重復(fù)抽樣設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)從多個實(shí)驗(yàn)者中獲取或者從同一個實(shí)驗(yàn)者中的多個組織切片中獲取，這與傳統(tǒng)的空間統(tǒng)計(jì)學(xué)強(qiáng)調(diào)非重復(fù)模式有明顯的差別。
在流行病學(xué)中，空間點(diǎn)模式中的點(diǎn)通常是一個地區(qū)內(nèi)的疾病病例（一般是住宅位置），通常還會附帶一個在同一個區(qū)域內(nèi)易感人群的控制樣本。在這個領(lǐng)域應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法的挑戰(zhàn)在于，在異質(zhì)環(huán)境中，應(yīng)用病例－控制范式來構(gòu)建可信的人群分布的參數(shù)模型。
本書第1版成書的時候，很少有書討論那時剛剛興起的空間統(tǒng)計(jì)專題，專門討論關(guān)于空間點(diǎn)模式的書更是沒有。現(xiàn)在情況已經(jīng)不一樣了，Mller和Waagepetersen（2004）和Ilian等（2008），專門討論空間點(diǎn)過程和相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)方法，VanLieshout（2000）討論馬爾可夫點(diǎn)過程及其統(tǒng)計(jì)分析。第一本一般性的空間統(tǒng)計(jì)書籍是Ripley（1981），它和Cressie（1991）是這個領(lǐng)域的經(jīng)典著作。其他空間統(tǒng)計(jì)的書還有Upton和FingletonⅣ前言（1985，1989），Cliff和Ord（1981），Bailey和Gatrell（1995），Stoyan、Kendall和Mecke（1995），Waller和Gotway（2004），Schabenberger和Gotway（2004），以及Gelfand（2010）。另外，通常對于那些成熟的領(lǐng)域，會有一些更加專業(yè)的書。例如，Matern（1986），此書為后來空間點(diǎn)過程和地理統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。Rue和Held（2005）討論了高斯馬爾可夫隨機(jī)場這種在空間離散過程中廣為使用的模型。Chilès和Delfiner（1999，2012）以及Diggle、Ribeiro（2007）分別涉及對地理統(tǒng)計(jì)學(xué)的古典和基于模型的方法。
一些在20世紀(jì)80年代初期看起來很重要的研究主題現(xiàn)在看來不再如此，因此我壓縮了這部分內(nèi)容。其中一個例子是關(guān)于空間點(diǎn)過程原位置稀疏抽樣方法。這些方法出現(xiàn)在20世紀(jì)50年代到20世紀(jì)60年代之間，主要與生態(tài)學(xué)家的田野工作有關(guān)，包括調(diào)查田野里植物種群的密度和空間模式等。現(xiàn)在這些方法很少使用了，因?yàn)榧夹g(shù)的進(jìn)步使得用更高級的方法做空間點(diǎn)模式成為可能的模型。讓人驚訝的是，這些方法后來在分析難民營的規(guī)模和模式中再次興起（見Bostoen，Chalabi，Grais，2007）。
在這本新書中，除了糾正一些錯誤外并沒有刪掉第2版中的內(nèi)容，此外還增加了大量新的內(nèi)容。
時空點(diǎn)模式數(shù)據(jù)在專業(yè)領(lǐng)域中被研究了很長時間，比如地震學(xué)（見Zhuang，Ogata，Vere－Jones，2002）。然而，在過去10年中，伴隨著時空標(biāo)記數(shù)據(jù)在不同領(lǐng)域中的大量涌現(xiàn)，方法上得到了迅速的發(fā)展。關(guān)于這一領(lǐng)域的文獻(xiàn)包括Finkenstadt，Held，Isham（2007），Gelfand等（2009）的一些章節(jié)，以及最近的如Cressie和Wikle（2011）。
在整個統(tǒng)計(jì)學(xué)領(lǐng)域中，另外一個重要的發(fā)展是，R軟件作為一個開源的統(tǒng)計(jì)專用軟件的興起和普及。分析空間點(diǎn)過程有用的程序包有：spatial，spatstat，MarkedPointProcess，splancs和spatialker
譯者的話
前言
第1章引言
1.1 空間點(diǎn)模式
1.2抽樣
1.3 邊界效應(yīng)
1.4 完全空間隨機(jī)性
1.5 統(tǒng)計(jì)分析的目標(biāo)
1.6狄利克雷鑲嵌
1.7 蒙特卡羅檢驗(yàn)
1.8軟件
第2章預(yù)檢驗(yàn)
2.1 完全空間隨機(jī)性檢驗(yàn)
2.2事件間距離
2.2.1 日本黑松樹苗樣本分析
2.2.2紅杉幼苗分析
2.2.3生物細(xì)胞分析
2.2.4小距離
2.3 最近鄰距離
2.3.1 日本黑松樹苗樣本分析
2.3.2紅杉幼苗分析
2.3.3生物細(xì)胞分析
2.4 點(diǎn)到最近事件間的距離
2.4.1 日本黑松樹苗樣本分析
2.4.2紅杉幼苗分析
2.4.3生物細(xì)胞分析
2.5樣方計(jì)數(shù)
2.5.1 日本黑松樹苗分析
2.5.2紅杉幼苗分析
2.5.3生物細(xì)胞分析
?2.6模式尺度
2.6.1蘭辛森林?jǐn)?shù)據(jù)分析
2.6.2依賴性的尺度
2.7建議
第3章稀疏采樣模式方法
3.1 一般說明
3.2樣方計(jì)數(shù)
3.2.1 CSR的檢驗(yàn)
3.2.2強(qiáng)度的估計(jì)量
3.2.3蘭辛森林?jǐn)?shù)據(jù)分析
3.3距離測量
3.3.1 CSR下的分布理論
3.3.2 CSR的檢驗(yàn)
3.3.3強(qiáng)度的估計(jì)
3.3.4蘭辛森林?jǐn)?shù)據(jù)的分析
3.3.5卡塔納的四分游走
3.4獨(dú)立檢驗(yàn)
3.5 建議
第4章空間點(diǎn)過程
4.1 過程和概括性描述
4.2二階屬性
4.2.1單變量過程
4.2.2拓展到多元過程
4.3 高階矩和最近鄰分布
4.4 均勻泊松過程
4.5 獨(dú)立性和隨機(jī)標(biāo)記
4.6估計(jì)二階屬性
4.6.1估計(jì)二階屬性
4.6.2估計(jì)對相關(guān)函數(shù)
4.6.3強(qiáng)度加權(quán)平穩(wěn)過程
4.6.4多變量過程
4.6.5例子
4.7 兔子視網(wǎng)膜的錯位無軸突細(xì)胞
4.8估計(jì)最近鄰分布
4.8.1例子
4.9結(jié)論
第5章非參數(shù)法
5.1 引言
5.2估計(jì)二階強(qiáng)度的加權(quán)積分
5.3 強(qiáng)度空間變化的非參數(shù)估計(jì)
5.3.1估測蘭辛森林?jǐn)?shù)據(jù)強(qiáng)度的空間變化
5.4分析重復(fù)的空間點(diǎn)模式
5.4.1估計(jì)重復(fù)數(shù)據(jù)的K-函數(shù)
5.4.2設(shè)計(jì)試驗(yàn)中的組間對比
5.5 參數(shù)法還是非參數(shù)法？
第6章模型
6.1 介紹
6.2叢生分布
6.3 泊松群過程
6.4 非均勻泊松過程
6.5Cox過程
6.6 變換高斯Cox過程
6.7 簡單抑制過程
6.8 馬爾可夫點(diǎn)過程
6.8.1成對相瓦作用點(diǎn)過程
6.8.2更廣義形式的相瓦作用
6.9其他構(gòu)造
6.9.1基于格點(diǎn)的過程
6.9.2減薄過程
6.9.3疊加
6.9.4不均勻環(huán)境中的相瓦作用
6. 10 多元模型
6. 10.1標(biāo)記點(diǎn)過程
6. 10.2多元點(diǎn)過程
6. 10.3如何構(gòu)造多元模型？
6. 10.4 Cox過程
6. 10.5馬爾可夫點(diǎn)過程
第7章運(yùn)用概括性描述進(jìn)行模型擬合
7.1 介紹
7.2 運(yùn)用K函數(shù)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)
7.2.1最小平方法估計(jì)
7.2.2泊松群過程的模擬實(shí)現(xiàn)
7.2.3 當(dāng)K(t)未知時的操作過程
7.3利用最近鄰分布評估擬合優(yōu)度
7.4 實(shí)例
7.4.1紅杉幼苗
7.4.2荊棘的根莖
7.5 通過擬合優(yōu)度實(shí)驗(yàn)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)
7.5.1倉鼠腫瘤數(shù)據(jù)分析
第8章用似然方法進(jìn)行模型擬合
8.1 介紹
8.2 非均勻泊松過程的似然推斷
8.2.1用蘭辛森林?jǐn)?shù)據(jù)擬合一個趨勢表面
8.3 馬爾可夫點(diǎn)過程的似然推斷
8.3.1最大偽似然估計(jì)
8.3.2成對相互作用函數(shù)的非參數(shù)估計(jì)
8.3.3 用成對相互作用點(diǎn)過程來擬合錯位的無軸突細(xì)胞
8.3.4蒙特卡羅最大似然估計(jì)
8.3.5 重訪錯位的無軸突細(xì)胞
8.3.6錯位的無軸突細(xì)胞的二元模型
8.4 Cox過程的似然推斷
8.4.1對數(shù)高斯Cox過程中的預(yù)測推斷
8.4.2強(qiáng)度表面的非參數(shù)估計(jì)：蘭辛森林中的山胡桃樹
8.5 補(bǔ)充閱讀
第9章空間流行病學(xué)中的點(diǎn)過程方法
9.1 引言
9.2 空間簇聚
9.2.1北亨伯賽德郡兒童白血病的數(shù)據(jù)分析
9.2.2空間聚類的其他檢驗(yàn)
9.3 風(fēng)險(xiǎn)的空間變化
9.3.1 英格蘭東北部的原發(fā)性膽汁性肝硬化
9.4點(diǎn)源模型
9.4.1 英國北德比郡的兒童哮喘
9.4.2北利物浦的癌癥
9.5 分層與匹配
9.5.1分層病例和對照設(shè)計(jì)
9.5.2 個體匹配病例和對照設(shè)計(jì)
9.5.3分層和匹配有幫助嗎？
9.6分解異質(zhì)性和簇聚
第10章時空點(diǎn)過程
10.1 引言
10.2 啟示性實(shí)例
10.2.1英國漢普郡的胃癌疾病
10.2.2英國坎布里亞郡的口蹄疫疫情
10.2.3英國康沃爾郡的牛結(jié)核病
10.3 時空點(diǎn)模式與過程的分類
10.4二階屬性
10.5 以過去為條件
10.6 經(jīng)驗(yàn)和機(jī)理模型
第11章探索性分析
11.1 引言
11.2 動畫
11.3 邊際和條件概述
11.3.1英國康沃爾郡的牛結(jié)核病
11.4二階性質(zhì)
11.4.1平穩(wěn)過程
11.4.2強(qiáng)度加權(quán)平穩(wěn)過程
11.4.3英國蘭開夏郡的彎曲菌病
第12章經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃头椒?
目 錄
12.5 推斷
12.6英國漢普郡腸胃疾病
12.7 結(jié)束語：點(diǎn)過程和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)
第13章機(jī)械模型和方法
13.1 介紹
13.2條件強(qiáng)度和似然函數(shù)
13.3偏似然函數(shù)
13.4 2001年英國坎布里亞郡的口蹄疫流行病
13.5 北極燕鷗的筑巢模式
參考文獻(xiàn)
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