Выполнение анализа растра с помощью алгебраических выражений

Уровень сложности: Расширенный Требования к данным: Используйте собственные данные

В этом рабочем процессе Локальная функция используется для выполнения сложных алгебраических выражений над одним или несколькими изображениями для получения визуального результата. В этом примере вычисляется лавиноопасность области. Входными данными для анализа является ЦМР области и производные слои. После того, как будут получены все слои, можно вычислить индекс лавиноопасности, сложив следующие факторы:

• Высота более 4000 футов.
• Уклон между 25 и 45 градусами.
• Экспозиция между 135 и 225 градусами.
• Плановая кривизна меньше нуля.
• Кривизна профиля больше нуля.

Примечание:

Используемые здесь значения приведены только для примера. Если вы собираетесь вычислять реальную модель лавиноопасности, следует определить значения, более подходящие для изучаемой области.

В следующем рабочем процессе показаны шаги для создания растра, описывающего лавиноопасность через значения пикселей. Более высокие значения соответствуют большей лавиноопасности. Для этого рабочего процесса требуется три растра: ЦМР со значениями пикселей в футах, вычисленная по значениям пикселей ЦМР кривизна плана и вычисленная кривизна профиля. Мы также будет вычислять уклон и экспозицию ЦМР, это будет происходить "на лету".

Лицензия:

Необходимо активировать лицензию Spatial Analyst, чтобы использовать Функцию Локальные и инструмент Кривизна (Curvature).

Настройка ЦМР

Сначала необходимо настроить ЦМР так, чтобы можно было вставить функцию Локальная.

Шаги:

1. Добавьте ЦМР в ArcMap.
2. Выберите ЦМР в окне Анализ изображений (Image Analysis).
3. Щелкните кнопку Добавить функцию (Add Function) .

   Откроется окно Редактор функций растра (Raster Function Editor).

Настройте суммирование пяти факторов

При использовании функции Локальная иногда бывает необходимо настроить результат до того, как вы начнете выполнять каждую алгебраическую операцию. В этом разделе настраивается структура индекса лавиноопасности.

Шаги:

1. Щелкните Dem_ft.tif правой кнопкой мыши, выберите Вставить (Insert), затем выберите Локальная функция (Local Function).

   Необходимо активировать лицензию Spatial Analyst, чтобы использовать функцию Локальная.

2. Настройте операцию Сумма (Sum), которая находится в разделе Статистика по ячейкам.
3. В списке Входные растры выберите растр.
4. Щелкните кнопку Добавить элемент и выберите Добавить ссылку на выбранные входные данные (Add reference to selected input).
5. Повторите шаг 4 еще один раз, чтобы появилось две записи Dem_ft.tif.
6. Щелкните кнопку Добавить элемент снова и выберите Добавить растр с диска (Add raster from disk).
7. Найдите набор растровых данных кривизны плана и добавьте его.
8. Повторите шаги 6 и 7 для растра кривизны профиля.
9. Переименуйте Локальную функцию наверху последовательности в Sum.
Теперь все пять факторов для индекса лавиноопасности заданы. К каждой их этих ветвей мы обратимся в следующих разделах.

Поиск пикселей выше 4000 футов

В первой ветви функции Локальная происходит поиск пикселей, высота которых более 4000 футов.

Шаги:

1. Вставьте функцию Локальные в первую ветвь.
2. Настройте оператор Больше (Greater Than), который находится в разделе Логические.
3. Щелкните кнопку Добавить элемент и выберите Добавить скаляр (Add scalar).
4. Введите значение 4000 и щелкните OK.
5. На закладке Общие (General) измените имя функции на Greater Than 4000 и щелкните OK.

Поиск пикселей в пределах характеристик уклона

Во второй ветви функции Локальная происходит выбор пикселей, уклон которых находится в пределах от 25 до 45 градусов.

Шаги:

1. Добавьте функцию Локальная наверх второй ветви.
2. Добавьте функцию Локальная над функцией Уклон.
3. Выберите первый входной растр в разделе Входные растры.
4. Щелкните кнопку Добавить элемент и выберите Добавить копию выбранных входных данных (Add copy of selected input). Нажмите ОК.
5. Выберите оператор Булев оператор And (Boolean And) и назовите функцию Boolean And на закладке Общие. Нажмите ОК.
6. Добавьте функцию Локальная над первой ветвью вычисления уклона Выберите оператор Больше и добавьте скаляр 25.
7. Добавьте функцию Локальная наверх второй ветви вычисления уклона. Выберите оператор Меньше и добавьте скаляр 45.
8. Сверните последовательности первых двух ветвей для лучшего обзора.

Поиск пикселей в пределах характеристик экспозиции

В третьей ветви происходит выбор пикселей с экспозицией от 135 до 225 градусов.

Шаги:

1. Добавьте функцию Экспозиция наверх второй ветви.
2. Добавьте функцию Локальная над функцией Экспозиция.
3. Выберите первый входной растр в разделе Входные растры.
4. Щелкните кнопку Добавить элемент , выберите Добавить копию выбранных входных данных (Add copy of selected input) и щелкните OK.
5. Выберите оператор Булев оператор And (Boolean And) и назовите функцию Boolean And на закладке Общие. Нажмите ОК.
6. Добавьте функцию Локальная над первой ветвью вычисления экспозиции Выберите оператор Больше и добавьте скаляр 135.
7. Добавьте функцию Локальная наверх второй ветви вычисления экспозиции. Выберите оператор Меньше и добавьте скаляр 225.

Настройка параметров кривизны плана и кривизны профиля

В четвертой и пятой ветвях функции Локальная задаются пороги кривизны плана и кривизны профиля. В ветви кривизны плана выбираются пиксели со значениями больше 0. В ветви кривизны профиля выбираются пиксели со значениями меньше 0.

Шаги:

1. В ветви кривизны плана добавьте функцию Локальная, выберите оператор Больше и добавьте скаляр 0.
2. В ветви кривизны профиля добавьте функцию Локальная, выберите оператор Меньше и добавьте скаляр 0.

   Законченная последовательность функций должна выглядеть следующим образом.

В результате выполнения этой функции Локальная будет получен набор растровых данных со значениями от 0 до 5. Значения 0 и 1 (зеленый) соответствуют низкой лавиноопасности, значения 4 и 5 (оранжевый и красный) соответствуют высокой лавиноопасности.