一、热力图的概念与应用

热力图（Heatmap）是一种通过颜色梯度展示空间数据密度的可视化工具，常用于分析点数据的聚集程度。例如，犯罪热点、人口分布、交通流量等场景均可通过热力图直观呈现。QGIS作为开源GIS软件，支持内置工具或插件生成热力图，且具有参数灵活、可视化效果强等优势。

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二、数据准备

1. 数据格式要求

   • 数据需包含空间坐标（如经纬度）和数值字段（如事件数量、权重值）。
   • 支持格式：CSV、Excel、Shapefile、GeoJSON等。
   • 示例数据：马拉松举办地点（经纬度）、犯罪事件坐标、景区客流量（含经纬度与人数）。

2. 数据预处理

   • 确保坐标系统一致（如WGS84），若不一致需在QGIS中通过处理→重新投影调整。
   • 清理异常值（如坐标超出范围的记录）以提高准确性。

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三、导入数据至QGIS

1. 添加点数据图层
   • 若为CSV/Excel文件：

• 点击菜单栏图层→添加图层→添加分隔文本图层，选择文件后指定X/Y字段（如经度/纬度），坐标系设为WGS84。
  • 若为Shapefile/GeoJSON：
• 直接拖拽文件至地图窗口或通过图层→添加矢量图层导入。

1. 验证数据加载
   • 确保点数据正确显示在地图上，可通过右键图层→缩放至图层查看分布。

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四、生成热力图

QGIS提供两种主要方法生成热力图，用户可根据版本与需求选择：

方法一：内置符号化工具（适用于快速生成）

1. 启用热力图渲染器
   • 右键点图层→属性→符号化，将渲染类型改为热力图。
   • 设置参数：

• 半径：控制热力扩散范围（单位与地图坐标系一致），值越大热点越平滑。
• 颜色渐变：默认灰度（浅色为高密度），可更改为Spectral、Viridis等调色板。
• 权重字段（可选）：选择数值字段（如客流量）以加权密度计算。
  • 点击应用预览效果，调整参数至理想状态后点击确定。

1. 示例效果
   • 马拉松赛事热力图：半径设为50千米，颜色使用Spectral渐变，高密度区域呈红色。

方法二：热力图插件（适用于高级参数设置）

1. 安装插件

   • 菜单栏选择插件→管理和安装插件，搜索Heatmap并安装。

2. 运行插件

   • 点击菜单栏栅格→Heatmap→Heatmap插件，弹出参数窗口。
   • 关键参数设置：

• 输入图层：选择点数据图层。
• 半径（Radius） ：建议根据数据分布调整（如城市数据用1千米，全国数据用50千米）。
• 像素大小：决定栅格精细度，值越小细节越丰富（但计算量增大）。
• 核函数（Kernel Shape）：
• Triweight：强调中心权重，生成锐利热点。
• Epanechnikov：平滑衰减，适合自然现象分布。
• 衰减比（Decay Ratio） ：控制边缘密度衰减速度，0为中心集中，1为均匀分布。
• 权重字段：若有数值字段（如客流量），可在此指定以加权计算。
  • 点击运行生成热力图栅格。

1. 示例参数组合
   • 犯罪热点分析：半径=500米，核函数=Triweight，像素大小=10米，权重字段=案件数。

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五、热力图优化与样式调整

1. 颜色与透明度

   • 右键热力图图层→属性→符号化，选择单波段伪彩色，调整渐变色条与透明度。
   • 技巧：将最低值设为透明，避免遮挡底图。

2. 叠加底图

   • 添加天地图、OpenStreetMap等底图辅助展示：

• 菜单栏XYZ Tiles→连接预定义服务，选择底图。

1. 添加图例与标注
   • 使用布局管理器添加图例、比例尺、指北针等元素。

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六、导出与分享

1. 导出为图片/PDF

   • 菜单栏项目→导入/导出→导出地图为图像，选择分辨率与格式（PNG、PDF等）。

2. 保存工程文件

   • 保存QGIS工程文件（.qgz），便于后续修改。

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七、常见问题与注意事项

1. 参数选择经验

   • 半径过大：热点过度平滑，细节丢失。
   • 半径过小：热点碎片化，难以识别趋势。
   • 推荐做法：多次尝试不同参数，结合底图验证效果。

2. 坐标系不一致

   • 若热力图与底图偏移，检查所有图层的坐标系是否统一。

3. 性能优化

   • 大数据集建议先裁剪至研究区域，减少计算量。

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八、进阶应用

1. 动态热力图

   • 使用时间序列数据，通过QGIS Temporal Controller生成动态热力图。

2. 结合空间分析

   • 热力图与核密度估计（KDE）结合，量化热点强度。

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通过以上步骤，用户可高效利用QGIS制作专业级热力图，满足科研、规划、商业分析等多元需求。实际操作中需结合数据特点灵活调整参数，并善用QGIS社区资源（如教程、插件库）提升效率