Распределение по путевому расстоянию (Path Distance Allocation) (Spatial Analyst)
Резюме
Вычисляет ближайший источник для каждой ячейки, основываясь на наименьшей суммарной стоимости перемещения по поверхности стоимости, вычисляемой с учетом истинного расстояния по поверхности, а также горизонтального и вертикального факторов.
Использование
Инструменты группы Путевое расстояние (Path Distance) сравнимы с инструментами группы Стоимостное расстояние (Cost Distance) в том, что они определяют минимальную суммарную стоимость перемещения из источника до каждой ячейки поверхности растра. Однако инструменты путевого расстояния (группа Path Distance) добавляют больше сложности анализу, так как расчитывают фактическое расстояние по поверхности, при этом учитывая дополнительные горизонтальный и вертикальный факторы.
Входные данные источников могут быть представлены классом объектов или растром.
Когда входные данные источников - это растр, набор ячеек источников состоит из всех ячеек в растре источников, которые имеют действительные значения. Ячейки, имеющие значение NoData, не включаются в набор источников. Нулевое значение рассматривается как истинный источник. Исходный растр можно легко создать с помощью инструментов извлечения.
-
Когда входные данные источников представлены классом пространственных объектов, местоположения источников внутренне конвертируются в растр до выполнения анализа. Разрешением растра можно управлять с помощью параметра Размер выходной ячейки (Output cell size) или среды Размер ячейки (Cell Size). По умолчанию разрешение будет определяться наименьшим из размеров ширины или высоты экстента входного набора объектов на выходной пространственной привязке, деленным на 250.
При использовании данных полигонального объекта в качестве входных исходных данных следует особенно тщательно выбирать способ обработки размера выходной ячейки, если его можно охарактеризовать как грубый относительно подробных сведений во входных данных. Процесс внутренней растеризации задействует тот же метод присвоения значений ячейкам (Cell assignment type) по умолчанию, что и инструмент Полигон в растр (Polygon to Raster), который является CELL_CENTER. Это означает, что данные, не расположенные по центру ячейки, не будут включены в промежуточные растеризованные исходные выходные данные, поэтому не будут представлены в расчётах расстояния. Например, если источником является ряд небольших полигонов, например периметры знаний, которые невелики относительно размеру выходной ячейки, возможно, что только некоторые из них попадут по центру выходных растровых ячеек, и, видимо, большинство остальных объекты будут потеряны в анализе.
Во избежание этой ситуации в качестве промежуточного шага можно напрямую растеризовать входные объекты с помощью инструмента Полигон в растр (Polygon to Raster), задать Поле приоритета (Priority field) и использовать полученные выходные данные в качестве входных данных инструмента Расстояние (Distance). Кроме того, можно выбрать достаточно небольшой размер ячейки, чтобы получить достаточный объем данных из входных объектов.
Чтобы вычислить распределение, местоположения источника могут иметь связанное значение, которое может быть задано параметром Поле источника. Если входные исходные данные - целочисленный растр, поле по умолчанию - VALUE. Если это пространственный объект, он будет первым целочисленным полем в таблице атрибутов. Если входные исходные данные — это растр с плавающей точкой, должен быть задан параметр растра целочисленного значения.
Ячейки со значением NoData ведут себя как барьеры в инструментах путевого расстояния (группа Path Distance). Стоимостное расстояние для ячеек, расположенных позади ячеек со значением NoData, вычисляется с учетом совокупной стоимости, необходимой для обхода барьера из значений NoData. Любой ячейке, которой присвоено значение NoData на любом из входных растров, на всех выходных растрах также будет присвоено значение NoData.
Если входные данные источников и растр стоимости имеют различные экстенты, по умолчанию выходной экстент будет определяться как пересечение двух растров. Чтобы получить поверхность стоимостного расстояния для всего экстента, выберите опцию Объединение входных данных (Union of Inputs) на выходных параметров среды Экстент (Extent).
Если Маска (Mask) была задана в параметрах среды, любые ячейки, попадающие под маску, будут обрабатываться как значения NoData.
Если в окне Анализ растров (Raster Analysis) была определена маска, и маскируемые участки содержат источник, вычисления, выполняемые для поверхности стоимости, будут осуществляться для оставшихся ячеек источников. Ячейки источников, попадающие под маску, не будут рассматриваться в вычислениях. Этим ячейкам будет присвоено значение NoData на всех выходных растрах (расстояния, распределения и направления).
Выходные данные инструмента Экспозиция (Aspect) могут использоваться в качестве входных данных для Входного горизонтального растра.
-
Максимальное расстояние задаётся в тех же единицах стоимости, что используются и на входном растре стоимости.
-
Для выходного растра расстояния, расстояние с наименьшей стоимостью (или минимальное суммарное стоимостное расстояние) ячейки до набора исходных местоположений - это нижняя граница расстояний с наименьшей стоимостью от ячейки до всех исходных местоположений.
-
Значения по умолчанию для модификаторов Горизонтального фактора следующие:
Keywords Zero factor Cut angle Slope Side value -------------- ----------- ----------- ----- --------- Binary 1.0 45 ~ ~ Forward 0.5 45 (fixed) ~ 1.0 Linear 0.5 181 1/90 ~ Inverse linear 2.0 180 -1/90 ~
-
Значения по умолчанию для модификаторов Вертикального фактора следующие:
Keyword Zero factor Low cut Height cut Slope Power Cos Sec angle angle power power ------------------------ ----------- ------- ---------- ----- ----- ----- ----- Binary 1.0 -30 30 ~ ~ ~ ~ Linear 1.0 -90 90 1/90 ~ ~ ~ Symmetric linear 1.0 -90 90 1/90 ~ ~ ~ Inverse linear 1.0 -45 45 -1/45 ~ ~ ~ Symmetric inverse linear 1.0 -45 45 -1/45 ~ ~ ~ Cos ~ -90 90 ~ 1.0 ~ ~ Sec ~ -90 90 ~ 1.0 ~ ~ Cos_sec ~ -90 90 ~ ~ 1.0 1.0 Sec_cos ~ -90 90 ~ ~ 1.0 1.0
Синтаксис
| Параметр | Объяснение | Тип данных | |
in_source_data |
Входные местоположения источников. Растр или набор пространственных данных, определяющий ячейки или местоположения, до которых вычисляются стоимостные расстояния с наименьшей стоимостью перемещения от всех ячеек. Для растров, входной тип может быть целочисленным или с плавающей точкой. Если входной исходный растр — значение с плавающей точкой, {in_value_raster} должен быть целочисленного типа. Растр значений будет иметь преимущество над любым параметром {source_field}. | Raster Layer | Feature Layer | |
source_field (дополнительно) | Поле, используемое для присвоения значений исходным местоположениям. Должен быть целочисленным. Если был установлено {in_value_raster}, значения для этих входных данных будут иметь приоритет над любым параметром для {source_field}. | Field | |
in_cost_raster (дополнительно) |
Растр, определяющий полное сопротивление или стоимость движения в плоскости через каждую ячейку. Значение в каждой ячейке представляет стоимость движения через ячейку по поверхности стоимости, выраженную на единицу расстояния. Для получения общей стоимости прохождения через ячейку, значение каждой ячейки умножается на разрешение ячейки, с учетом возможности движения по диагонали. Значения на входном растре стоимости могут быть представлены целыми числами или числами с плавающей точкой, но они не могут быть отрицательными (стоимость не может быть отрицательной). | Raster Layer | |
in_surface_raster (дополнительно) |
Растр, определяющий значения высот в каждой ячейке. Значения используются для вычисления действительного расстояния по поверхности, которое будет пройдено при перемещении между ячейками. | Raster Layer | |
in_horizontal_raster (дополнительно) |
Растр, определяющий горизонтальное направление в каждой ячейке. Значения на растре должны быть целыми числами в диапазоне от 0 до 360; значение 0 градусов соответствует направлению на север, или в верхнюю часть экрана. Значения увеличиваются по часовой стрелке. Плоским участкам должно быть присвоено значение, равное -1. Для определения дополнительной стоимости в горизонтальной плоскости, возникающей при движении из ячейки в соседние с ней ячейки, значения в каждом местоположении будут использоваться в сочетании с {horizontal_factor}. | Raster Layer | |
horizontal_factor (дополнительно) |
Объект Горизонтальный фактор (Horizontal Factor) определяет отношение между горизонтальным фактором стоимости и горизонтальным относительным углом движения. Существует несколько факторов с различными модификаторами, которые задают определенный график горизонтального фактора. Дополнительно, для создания пользовательского графика можно воспользоваться таблицей. Графики применяются для определения горизонтального фактора, используемого в вычислениях общей стоимости перемещения в соседнюю ячейку. В приведенных ниже пояснениях используются два сокращения: «HF» обозначает горизонтальный фактор, идентифицирующий определенные препятствия при продвижении от одной ячейки к другой; а «HRMA» обозначает относительный горизонтальный угол движения, который идентифицирует угол между направлением по горизонтали и направлением движения. Объект представлен в следующих формах:
Определения и параметры:
Модификаторы для ключевых слов горизонтального фактора:
| Horizontal factor | |
in_vertical_raster (дополнительно) |
Растр, определяющий z-значения для каждого местоположения ячейки. Значения используются для вычисления уклонов, применяемых при определении вертикального фактора, учитываемого при перемещении из одной ячейки в другую. | Raster Layer | |
vertical_factor (дополнительно) |
Вертикальный фактор (Vertical factor) определяет отношение между вертикальным фактором стоимости и вертикальным относительным углом движения (VRMA). Существует несколько факторов с различными модификаторами, которые задают определенный график горизонтального фактора. Дополнительно, для создания пользовательского графика можно воспользоваться таблицей. Графики применяются для определения вертикального фактора, используемого в вычислениях общей стоимости перемещения в соседнюю ячейку. В приведенных ниже пояснениях используются два сокращения: «VF»обозначает вертикальный фактор, идентифицирующий трудности преодоления разности высот, возникающие при продвижении от одной ячейки к другой; а «VRMA» обозначает относительный вертикальный угол движения, который идентифицирует угол уклона между анализируемой ячейкой От (FROM) и ячейкой До (TO). Объект представлен в следующих формах:
Определения и параметры:
Модификаторы для ключевых слов вертикального фактора:
| Vertical factor | |
maximum_distance (дополнительно) | Определяет пороговое значение суммарной стоимости перемещения, которое не может быть превышено. Если значение суммарного стоимостного расстояния превышает это значение, выходной ячейке будет присвоено значение NoData. Максимальное расстояние определяет экстент, для которого вычисляются совокупные стоимостные расстояния. Значение по умолчанию равно расстоянию до границы выходного растра. | Double | |
in_value_raster (дополнительно) |
Входной целочисленный растр, определяющий значения зон, которые должны быть использованы для каждого местоположения источника. Для каждого исходного местоположения (ячейки или пространственного объекта), значение, определенное по {in_value_raster}, будет присвоено всем ячейкам, относящимся к источнику, при вычислении. Растр значений будет иметь преимущество над параметром поля источников {source_field}. | Raster Layer | |
out_distance_raster (дополнительно) |
Выходной растр путевого расстояния. Выходной растр путевого расстояния идентифицирует для каждой ячейки стоимостное расстояние с наименьшей совокупной стоимостью перемещения до определённого (в терминах стоимости) источника, с учётом расстояния по поверхности, а также горизонтального и вертикального факторов. Источник может быть представлен ячейкой, набором ячеек или векторным объектом. Выходной растр представлен числами с плавающей точкой. | Raster Dataset | |
out_backlink_raster (дополнительно) |
Выходной растр стоимостного направления. Растр направления содержит значения от 0 до 8, которые определяют направление или следующую соседнюю ячейку (последующую ячейку) вдоль оптимального пути с наименьшей суммарной стоимостью перемещения из каждой ячейки до ближайшего (в терминах стоимости) источника, во время вычисления расстояния по поверхности, а также горизонтального и вертикального факторов поверхности. Если маршрут должен пройти через правую соседнюю ячейку, ячейке будет присвоено значение 1, значение 2 будет присвоено нижней правой диагональной ячейке, и так далее по часовой стрелке. Значение 0 резервируется для ячеек источников.
| Raster Dataset |
Возвращено значение
| Имя | Объяснение | Тип данных |
| out_allocation_raster |
Выходной растр распределения по путевому расстоянию. Этот растр определяет зону каждого источника (ячейки или векторного объекта), который может быть достигнут с наименьшими стоимостными затратами, с учетом расстояния по поверхности, а также горизонтального и вертикального факторов. Выходной растр будет целочисленным. | Raster |
Пример кода
На следующем скрипте Python Window показано, как использовать инструмент Распределение по путевому расстоянию (Path Distance Allocation).
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
pathAlloc = PathAllocation("observers.shp", "costraster", "elevation", "backlink2",
HfForward(0.5, 1.0), "focalcost.tif", VfBinary(1.0, -30, 30),
25000, "eucdirout", "FID", "c:/sapyexamples/output/optpathdist",
"c:/sapyexamples/output/optpathbl")
pathAlloc.save("c:/sapyexamples/output/allocpath")
Вычисляет ближайший источник для каждой ячейки, основываясь на наименьшей суммарной стоимости перемещения по поверхности стоимости, вычисляемой с учетом истинного расстояния по поверхности, а также горизонтального и вертикального факторов.
# Name: PathAllocation_Ex_02.py
# Description: Calculates, for each cell, its nearest source based
# on the least accumulative cost over a cost surface,
# while accounting for surface distance and horizontal
# and vertical cost factors.
# Requirements: Spatial Analyst Extension
# Import system modules
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *
# Set environment settings
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
# Set local variables
inSource = "observers.shp"
costRast = "costraster"
surfaceRast = "elevation"
# The horizontal factor
inHoriz = "backlink2"
# Create the HfForward Object
zeroFactor = 0.5
sideValue = 1.0
myHorizFactor = HfForward(zeroFactor, sideValue)
#The vertical factor
inVertical = "focalcost.tif"
# Create the VfBinary Object
zeroFactor = 1.0
lowCutAngle = -30
highCutAngle = 30
myVerticalFactor = VfBinary(zeroFactor, lowCutAngle, highCutAngle)
maxDist = 25000
valRaster = "eucdirout"
sourceField = "FID"
optPathDistOut = "c:/sapyexamples/output/optdistpath"
optPathBLOut = "c:/sapyexamples/output/pathblinkout"
# Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")
# Execute PathAllocation
pathAlloc = PathAllocation(inSource, costRast, surfaceRast,
inHoriz, myHorizFactor, inVertical, myVerticalFactor,
maxDist, valRaster, sourceField,
optPathDistOut, optPathBLOut)
# Save the output
pathAlloc.save("c:/sapyexamples/output/allocpath02")