Create Spatial Sampling Locations (Créer des localisations d’échantillonnage spatial) (Outils de gestion des données)

Résumé

Créez des localisations d’échantillonnage dans une zone d’étude continue à l’aide de conceptions d’échantillonnage aléatoire simple, stratifé, systématique (maillé) ou par agrégat.

L’échantillonnage est le processus de sélection d’individus au sein d’une population pour les étudier et tirer des conclusions sur l’ensemble de cette population. L’échantillonnage spatial continu traite la population comme une zone continue à partir de laquelle toute localisation ou zone peut être échantillonnée. Par exemple, cet outil permet de créer des localisations d’échantillonnage pour les arbres d’une forêt dense ou de collecter des mesures d’humidité du sol dans un champ de culture. Cet outil ne convient pas à l’échantillonnage des populations discrètes, telles que les foyers, les animaux ou les villes.

Illustration

Utilisation

• La zone d’étude en entrée doit être une classe d’entités surfaciques ou un raster entier (catégoriel). Vous pouvez également dessiner la zone d’étude sur une carte à l’aide de la saisie interactive d’entités. Pour les rasters, les cellules dont les valeurs sont nulles ne sont pas prises en compte dans cette zone d’étude.

• Des localisations d’échantillonnage peuvent être créées pour les principales conceptions d’échantillonnage suivantes :

  • Simple random sampling—Créez des points d’échantillonnage de manière aléatoire dans la zone d’étude. Chaque localisation de la zone d’étude a autant de chance d’être sélectionnée comme localisation d’échantillonnage. La zone d’étude sera considérée comme une seule zone, et toutes les limites entre les polygones ou les catégories raster seront ignorées (par exemple, une classe d’entités surfaciques regroupant tous les comtés d’un État définit la même zone d’étude qu’un seul polygone couvrant l’ensemble de l’État). L’échantillonnage aléatoire simple est utile si vous souhaitez étudier toute la zone d’étude, mais qu’aucune localisation n’est plus importante qu’une autre pour l’échantillonnage. Pour l’échantillonnage aléatoire simple, spécifiez l’option Simple random (Aléatoire simple) pour le paramètre Sampling Method (Méthode d’échantillonnage).

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    • Exemple d’application : si la zone d’étude est une forêt dense dans laquelle il est supposé que toute localisation contient un arbre, l’échantillonnage aléatoire simple peut être utilisé pour échantillonner aléatoirement les arbres dans cette forêt.

  • Stratified random sampling—Créez des points d’échantillonnage en divisant la zone d’étude en strates distinctes (comme des classes de sols ou des types d’utilisation du sol) et en effectuant un échantillonnage aléatoire simple séparément dans chaque strate. L’échantillonnage aléatoire stratifié est utile si vous souhaitez vous assurer que toutes les strates sont représentées dans l’échantillon. Pour effectuer un échantillonnage aléatoire stratifié, sélectionnez l’une des trois options de stratification disponibles pour le paramètre Sampling Method (Méthode d’échantillonnage) (reportez-vous aux conseils d’utilisation suivants pour en savoir plus sur chaque type de stratification).

    • Exemple d’application : si un parc national est divisé en classes d’altitudes, l’échantillonnage aléatoire stratifié peut être utilisé pour collecter des échantillons de sol séparément pour chaque classe d’altitude. De la sorte, le nombre d’échantillons de sol est suffisant pour toutes les altitudes du parc.

  • Systematic sampling—Créez des localisations d’échantillonnage dans un modèle maillé non aléatoire à l’intérieur de la zone d’étude. La grille est créée par une tessellation de polygones de forme régulière (tels que des hexagones, carrés ou triangles). Les localisations d’échantillonnage peuvent être renvoyées comme polygones tesselés ou points (centroïdes des polygones tesselés). L’échantillonnage systématique est utile pour s’assurer qu’aucune section de la zone d’étude n’est échantillonnée plus que les autres, ce qui est souvent souhaitable si l’objectif consiste à créer une carte des échantillons et non de tirer des conclusions sur l’ensemble de la zone d’étude. Pour un échantillonnage systématique, spécifiez l’option Systematic (Systématique) pour le paramètre Sampling Method (Méthode d’échantillonnage).

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    • Exemple d’application : pour étudier le plancher océanique d’une zone maritime, vous pouvez créer une grille hexagonale des localisations d’échantillonnage pour échantillonner les espèces de plantes maritimes.

  • Cluster sampling—Créez des polygones d’échantillonnage en créant un échantillon systématique et en sélectionnant de manière aléatoire certains polygones de la tessellation. Les polygones résultants sont appelés agrégats et, généralement, les agrégats sont étudiés de manière exhaustive, par un échantillonnage aussi poussé que possible dans chaque agrégat. L’échantillonnage par agrégat est utile si vous vous intéressez au mode d’interaction entre les échantillons à de courtes distances et que vous acceptez volontiers que de grandes sections de la zone d’étude ne contiennent pas d’échantillon. Pour un échantillonnage en grappes, spécifiez l’option Cluster (En grappes) pour le paramètre Sampling Method (Méthode d’échantillonnage).

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    • Exemple d’application : lors de l’échantillonnage de colonies d’insectes, l’échantillonnage par agrégat peut être utilisé pour créer de petites zones d’une parcelle. Toutes les colonies d’insectes à l’intérieur de ces agrégats seront alors échantillonnées.

• Pour un échantillonnage stratifié, vous pouvez définir les strates des trois manières décrites ci-dessous. Chacune d’entre elles est une option pour le paramètre Sampling Method (Méthode d’échantillonnage).

  • Stratify by individual polygon (Stratifié par polygone individuel) : chaque enregistrement d’une classe d’entités surfaciques est une strate différente. Par exemple, si la zone d’étude est un champ avec des sous-parcelles stockées comme polygones distincts, des points d’échantillonnage sont créés séparément pour chaque sous-parcelle. La zone d’étude en entrée doit être des polygones.

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  • Stratify by contiguous raster region (Stratifié par région raster contiguë) : chaque région d’un raster entier (catégoriel) correspond à une strate. Une région de raster est un bloc contigu de cellules de même valeur (du champ Value) connectées par des contours de cellule partagés. Si deux régions possèdent la même valeur, mais sont déconnectées l’une de l’autre, elles se trouvent dans des strates différentes. La zone d’étude en entrée doit être un raster.

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  • Stratify by strata ID field (Stratifier par champ d’ID de strate) : tous les polygones ou cellules raster possédant la même valeur d’ID de strate correspondent à une strate. Il n’est pas nécessaire que les polygones ou les cellules raster soient contigus pour être dans la même strate. Indiquez le champ contenant les valeurs d’ID de strate dans le paramètre Strata ID Field (Champ d’ID de strate). Le champ doit être un entier ou du texte.

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  Vous pouvez spécifier le nombre d’échantillons à créer dans chaque strate à l’aide de l’une des options suivantes du paramètre Strata Sample Count Allocation Method (Méthode d’allocation du nombre d’échantillons de strate) :

  • Equal count in each stratum (Nombre égal dans chaque strate) : un nombre égal d’échantillons sont créés dans chaque strate. Indiquez la valeur du paramètre Number of Sample Per Stratum (Nombre d’échantillons par strate).

  • Count proportional to stratum area (Nombre proportionnel à la surface de la strate) : le nombre d’échantillons dans la strate est proportionnel à la taille de cette dernière. Indiquez le nombre total d’échantillons dans le paramètre Number of Samples (Nombre d’échantillons). Ce nombre est alors réparti dans chaque strate proportionnellement à sa surface.

  • Count equal to population field (Nombre égal au champ de population) : le nombre d’échantillons dans chaque strate est égal aux valeurs d’un champ de population. Indiquez le champ dans le paramètre Population Field (Champ de population). Le champ ne doit pas contenir de valeur négative et doit être de type entier.

  • Count proportional to population field (Nombre proportionnel au champ de population) : le nombre d’échantillons dans chaque strate est proportionnel aux valeurs d’un champ de population. Indiquez le champ dans le paramètre Population Field (Champ de population) et le nombre global d’échantillons dans le paramètre Number of Samples (Nombre d’échantillons).

• Vous pouvez également utiliser l’outil pour créer les plans d’échantillonnage avancés suivants, qui ne sont pas disponibles sous forme d’options explicites pour le paramètre Sampling Method (Méthode d’échantillonnage) :

  • Two-stage cluster sampling—Génère des grappes de points dans l’ensemble dans la zone d’étude en créant d’abord un échantillon en grappes, puis en créant des points (échantillonnage aléatoire simple, stratifié ou systématique) dans chaque grappe. Cette conception d’échantillonnage est utile si un échantillon par agrégat est requis, mais qu’il n’est pas possible d’étudier de manière exhaustive chaque polygone d’agrégat. Elle s’avère également utile si vous vous intéressez principalement au mode d’interaction entre les échantillons à de courtes distances. Pour un échantillonnage par agrégat en deux étapes, utilisez d’abord l’outil pour créer un échantillon par agrégat, puis utilisez les polygones d’agrégat comme zone d’étude en entrée dans une conception d’échantillonnage aléatoire simple, stratifié ou systématique.

  • Mixed (composite) sampling—Générez des localisations d’échantillonnage distinctes à partir de différents plans d’échantillonnage, puis fusionnez-les dans un même jeu de données. Par exemple, la combinaison d’un échantillon aléatoire simple et d’un échantillon d’agrégat en deux étapes génère des localisations d’échantillonnage dans l’ensemble de la zone d’étude (aléatoire simple), et inclut également de petites parcelles avec davantage de points (agrégat en deux étapes). Cela est utile car l’échantillonnage aléatoire simple seul peut ne pas permettre de déterminer le mode d’interaction entre les échantillons à de courtes distances, tandis que l’échantillonnage par agrégat en deux étapes laisse des surfaces importantes de la zone d’étude sans localisation d’échantillonnage. En combinant les deux, vous pouvez vous assurer que l’intégralité de la zone d’étude est représentée, mais étudier quand même l’interaction entre les échantillons à de courtes distances.

• Un avertissement est renvoyé si le nombre spécifié de localisations d’échantillonnage ne peuvent pas être créés. Cela peut survenir dans les cas suivants :

  • La valeur du paramètre Minimum Distance Between Sample Points (Distance minimale entre les points d’échantillonnage) est si élevée qu’il est impossible de créer le nombre spécifié de localisations d’échantillonnage dans la zone d’étude (ou strate) sans que certains points ne se trouvent à une distance inférieure à la distance minimale. Dans ce cas, le nombre de localisations créées est inférieur à celui spécifié.

  • Si la valeur du paramètre Bin Size (Taille du groupe) est un nombre, il n’est pas toujours possible de créer le nombre spécifié de localisations d’échantillonnage dans la zone d’étude. L’outil essaye diverses valeurs de surface et utilise la surface qui crée un nombre d’échantillons le plus proche de la valeur spécifiée. La surface (dans l’unité du système de coordonnées en sortie) et le nombre résultant de localisations d’échantillonnage sont renvoyés comme messages de géotraitement.

  Si les paramètres spécifiés ne créent pas de localisation d’échantillonnage (par exemple, si une étendue en sortie n’intersectant pas la zone d’étude est utilisée), une erreur est renvoyée.

• Pour un échantillonnage systématique et par agrégat et toute forme de groupe à l’exception des hexaones H3, le centroïde du premier polygone de la tessellation est créé dans le coin inférieur gauche de l’étendue en sortie. Les hexagones H3 se trouvent à des localisations fixes. Pour toutes les formes de groupe, vous pouvez utiliser le paramètre Spatial Relationship (Relation spatiale) pour renvoyer les polygones qui intersectent la zone d’étude, qui se trouvent complètement à l’intérieur ou dont les centroïdes se trouvent dans la zone d’étude.

  En savoir plus sur les hexagones H3 et les résolutions

• Si vous stratifiez par champ d’ID de strate et utilisez un champ de population (égal ou proportionnel), la population de chaque strate correspond à la somme des valeurs des champs de population de chacun des polygones ou catégories de raster de la strate.

• Si vous stratifiez par région raster contiguë, vous ne pouvez pas utiliser de champ de population. En effet, chaque champ de population représente la population totale d’une catégorie de raster même si cette catégorie est composée de plusieurs régions disjointes. Pour utiliser des champs de population lors d’une stratification par région de raster contigu, utilisez l’outil Raster vers polygones pour convertir le raster en polygones et affecter des valeurs de population à chaque polygone (par exemple, en allouant la population de chaque catégorie proportionnellement au nombre de cellules dans chacune de ses régions).

• Si vous utilisez l’environnement Étendue avec une zone d’étude surfacique, les polygones qui intersectent l’étendue sont inclus dans la zone d’étude, et les localisations d’échantillonnage sont créés sur l’ensemble du polygone même s’ils se trouvent en dehors de l’étendue fournie.

• Pour un échantillonnage stratifié avec un nombre d’échantillons de strate proportionnel à la surface ou à un champ de population, la méthode du plus grand reste est utilisée afin que le nombre global d’échantillons ne soit pas modifié par l’arrondi.

Paramètres

• Dialog
• Python

Etiqueter	Explication	Type de données
Zone d’étude en entrée	Zone d’étude en entrée dans laquelle les localisations d’échantillonnage sont créées. La zone d’étude doit correspondre à des polygones ou à un raster entier (catégoriel). Pour les rasters, les cellules dont les valeurs sont nulles ne sont pas incluses dans la zone d’étude.	Feature Layer; Raster Layer
Entités en sortie	Entités en sortie représentant les localisations d’échantillonnage. Pour un échantillonnage aléatoire simple et l’échantillonnage stratifié, les entités en sortie sont des points. Pour un échantillonnage par agrégat, la sortie correspond à des polygones. Pour un échantillonnage systématique, la sortie peut correspondre à des points ou des polygones.	Feature Class
Méthode d'échantillonnage (Facultatif)	Spécifie la méthode d’échantillonnage utilisée pour créer les localisations d’échantillonnage. Aléatoire simple—Des points sont créés de manière aléatoire dans la zone d’étude et toutes les localisations ont la même probabilité d’être échantillonnées. Toutes les limites entre les polygones individuels ou les régions raster sont ignorées. Il s’agit de l’option par défaut. Stratifié par polygone—Chaque polygone correspond à une strate différente et des points sont créés de manière aléatoire et indépendante dans chaque polygone. La zone d’étude en entrée doit être des polygones. Stratifié par région raster contiguë—Chaque région d’un raster catégoriel correspond à une strate et des poins d’échantillonnage sont créés de manière aléatoire et indépendante dans chaque région. Une région raster est un bloc contigu de cellules possédant la même valeur et qui sont connectées par des bords de cellule partagés. Si deux régions possèdent la même valeur, mais ne sont pas connectées par des contours partagés, elles se trouvent dans des strates différentes. La zone d’étude en entrée doit être un raster. Stratifié par champ d’ID de strate—Chaque polygone ou région de raster possédant le même champ d’ID de strate correspond à une strate et des poins d’échantillonnage sont créés de manière aléatoire et indépendante dans chaque strate. Il n’est pas nécessaire que les polygones ou les cellules raster soient contigus pour être dans la même strate. Systématique—Les localisations d’échantillonnage sont créées à l’aide d’une tessellation maillée dans la zone d’étude. Les localisations d’échantillonnage peuvent être créées comme polygones ou points (centroïdes des polygones tesselés). En grappes—Des polygones d’échantillonnage sont créés en sélectionnant des polygones dans une tessellation de la zone d’étude.	String
Champ d’ID de strate (Facultatif)	Pour un échantillonnage stratifié par champ d’ID de strate, champ d’ID de strate définissant la strate.	Field
Strata Sample Count Allocation Method (Méthode d’allocation du nombre d’échantillonnage des strates) (Facultatif)	Pour un échantillonnage stratifié, spécifie la méthode utilisée pour déterminer le nombre de localisations d’échantillonnage à créer dans chaque strate. Equal count in each stratum (Nombre égal dans chaque strate)—Le même nombre de localisations d’échantillonnage son créées dans chaque strate. Indiquez la valeur dans le paramètre Number of Samples Per Stratum (Nombre d’échantillons par strate). Il s’agit de l’option par défaut. Count proportional to stratum area (Nombre proportionnel à la surface de la strate)—Le nombre de localisations d’échantillonnage dans chaque strate est proportionnel à la surface de la strate. Indiquez le nombre total d’échantillons dans le paramètre Number of Samples (Nombre d’échantillons). Count equal to population field (Nombre égal au champ de population)—Le nombre de localisations d’échantillonnage dans chaque strate est égal aux valeurs d’un champ de population. Indiquez le champ dans le paramètre Population Field (Champ de population). Cette option n’est pas disponible lors d’une stratification par région de raster contigu. Count proportional to population field (Nombre proportionnel au champ de population)—Le nombre de localisations d’échantillonnage dans chaque strate est proportionnel aux valeurs d’un champ de population. Indiquez le champ dans le paramètre Population Field (Champ de population) et le nombre total d’échantillons dans le paramètre Number of Samples (Nombre d’échantillons). Cette option n’est pas disponible lors d’une stratification par région de raster contigu.	String
Bin Shape (Forme du groupe) (Facultatif)	Pour un échantillonnage systématique et par agrégat, spécifie la forme des polygones qui seront générés dans la tessellation maillée. Hexagone—Des entités en forme d’hexagone sont générées. Les côtés supérieur et inférieur de chaque hexagone sont parallèles à l’axe x du système de coordonnées (les côtés supérieur et inférieur sont plats). Hexagone transversal—Des entités en forme d’hexagone transversal sont générées. Les côtés droit et gauche de chaque hexagone sont parallèles à l’axe y du système de coordonnées du jeu de données (le bas et le haut sont pointus). Carré—Des entités en forme de carré sont générées. Les côtés supérieur et inférieur de chaque carré sont parallèles à l’axe x du système de coordonnées et les côtés droit et gauche sont parallèles à l’axe y du système de coordonnées. Losange—Des entités en forme de losange sont générées. Les côtés de chaque polygone font l’objet d’une rotation de 45 degrés par rapport à l’axe x et l’axe y du système de coordonnées. Triangle—Des entités en forme de triangle sont générées. Chaque triangle est un polygone équilatéral régulier à trois côtés. Hexagone H3—Des entités en forme d’hexagone sont générées selon le système d’indexation géospatial hiérarchique hexagonal H3.	String
Bin Size (Taille du groupe) [nombre ou surface] (Facultatif)	Pour un échantillonnage systématique et par agrégat, taille de chaque polygone de la tessellation. Cette valeur peut être spécifiée sous forme de nombre (nombre total de polygones tesselés créés dans la zone d’étude) ou de surface (surface de chaque polygone tesselé). Pour une entrée sous forme de nombre, la valeur par défaut est de 100. Pour une entrée sous forme de surface, une valeur doit être spécifiée. Si un nombre est spécifié, l’outil tente de créer le nombre spécifié de localisations d’échantillonnage. Si le nombre exact ne peut pas être créé, un avertissement est renvoyé.	Areal Unit; Long
Résolution H3 (Facultatif)	Pour un échantillonnage systématique ou par agrégat avec des groupes d’hexagones H3, spécifie la résolution H3 des hexagones. À chaque augmentation de la valeur de la résolution, la surface des polygones est divisée par sept. 0—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 0 et une superficie moyenne de 4 357 449,416078381 kilomètres carrés. 1—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 1 et une superficie moyenne de 609 788,441794133 kilomètres carrés. 2—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 2 et une superficie moyenne de 86 801,780398997 kilomètres carrés. 3—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 3 et une superficie moyenne de 12 393,434655088 kilomètres carrés. 4—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 4 et une superficie moyenne de 1 770,347654491 kilomètres carrés. 5—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 5 et une superficie moyenne de 252,903858182 kilomètres carrés. 6—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 6 et une superficie moyenne de 36,129062164 kilomètres carrés. 7—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 7 et une superficie moyenne de 5,161293360 kilomètres carrés. Il s’agit de l’option par défaut. 8—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 8 et une superficie moyenne de 0,737327598 kilomètre carré. 9—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 9 et une superficie moyenne de 0,105332513 kilomètre carré. 10—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 10 et une superficie moyenne de 0,015047502 kilomètre carré. 11—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 11 et une superficie moyenne de 0,002149643 kilomètre carré. 12—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 12 et une superficie moyenne de 0,000307092 kilomètre carré. 13—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 13 et une superficie moyenne de 0,000043870 kilomètre carré. 14—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 14 et une superficie moyenne de 0,000006267 kilomètre carré. 15—Les hexagones sont créés avec une résolution H3 de 15 et une superficie moyenne de 0,000000895 kilomètre carré.	Long
Nombre d’échantillons (Facultatif)	Nombre de localisations d’échantillonnage à créer. Ce paramètre s’applique toujours aux échantillonnages aléatoires simples et par agrégat. Pour un échantillonnage stratifié, ce paramètre s’applique si le nombre d’échantillons est proportionnel à la surface de la strate ou à un champ de population. Pour un échantillonnage aléatoire simple et un échantillonnage stratifié, la valeur par défaut est de 100. Pour un échantillonnage par agrégat, la valeur par défaut est de 10.	Long
Nombre d’échantillons par strate (Facultatif)	Pour un échantillonnage stratifié avec un nombre d’échantillons égal dans chaque strate, nombre de localisations d’échantillonnage créées dans chaque strate. Le nombre total d’échantillons correspond à cette valeur multipliée par le nombre de strates. La valeur par défaut est 100.	Long
Population Field (Facultatif)	Champ de population d’un échantillonnage stratifié si le nombre d’échantillons est égal ou proportionnel à un champ de population.	Field
Type de géométrie en sortie (Facultatif)	Pour un échantillonnage systématique, indique si les localisations d’échantillonnage correspondent à des polygones tesselés ou des centroïdes (points) de polygones tesselés. Point—Centroïdes des polygones tesselés à créer comme localisations d’échantillonnage. Il s’agit de l’option par défaut. Polygone—Des polygones tesselés sont créés comme localisations d’échantillonnage.	String
Distance minimale entre les points d’échantillonnage (Facultatif)	Pour un échantillonnage aléatoire simple et un échantillonnage stratifié, plus petite distance autorisée entre les localisations d’échantillonnage. Pour un échantillonnage aléatoire simple, tous les points sont séparés d’au moins cette distance. Pour un échantillonnage stratifié, les points d’une même strate sont séparés d’au moins cette distance, mais les points dans les strates voisines peuvent être plus proches que cette distance. Pour les grandes distances, il est possible de créer moins de localisations d’échantillonnage que prévu pour que les localisations restent suffisamment distantes les unes des autres. Dans ce cas, un message d’avertissement est renvoyé.	Linear Unit
Relation spatiale (Facultatif)	Spécifie les polygones d’une tessellation en arrière-plan à inclure comme localisations d’échantillonnage. Ce paramètre s’applique à l’échantillonnage en grappes et à l’échantillonnage systématique si le type de géométrie en sortie est le polygone. Ont leur centre dans—Les centroïdes des polygones doivent se trouver dans la zone d’étude à inclure. Il s’agit de l’option par défaut. Complètement dans—Les polygones doivent se trouver intégralement dans la zone d’étude à inclure. Intersecter—Les polygones doivent intersecter la zone d’étude à inclure.	String

Environnements

Etendue, Système de coordonnées en sortie, Générateur de nombres aléatoires

Informations de licence

• Basic: Oui
• Standard: Oui
• Advanced: Oui

Rubriques connexes

• Vue d’ensemble du jeu d’outils Échantillonnage
• Rechercher un outil de géotraitement