Créer un cube spatio-temporel en agrégeant des points (Outils d'exploration des modèles spatio-temporels)
Résumé
Synthétise un ensemble de points dans une structure de données netCDF en les agrégeant dans des groupes spatio-temporels. Au sein de chaque groupe, les points sont comptabilisés et les attributs spécifiés sont agrégés. Pour tous les emplacements des groupes, l'évolution de la comptabilisation, ainsi que les valeurs de champ de récapitulation, sont évaluées.
Illustration

Utilisation
Cet outil agrège les entités ponctuelles en entrée dans des groupes spatio-temporels. La structure de données qui en résulte peut être considérée comme un cube tridimensionnel constitué de groupes spatio-temporels, les dimensions x et y représentant l’espace et la dimension t représentant le temps.

Chaque groupe présente une position fixe dans l'espace (x,y) et dans le temps (t). Les groupes couvrant la même surface (x,y) partagent le même ID d'emplacement. Les bins englobant la même durée partagent le même ID d'intervalle temporel.

Chaque groupe du cube spatio-temporel présente des valeurs de champ
LOCATION_ID,time_step_IDetCOUNT, ainsi que des valeurs pour tous les champs spécifiés dans le paramètre Summary Fields (Champs de récapitulation) qui ont été agrégés lors de la création du cube. Les groupes associés à la même localisation physique partagent le même ID de localisation et constituent ensemble une série chronologique. Les groupes associés au même intervalle temporel partagent le même ID d’intervalle temporel et constituent ensemble une tranche temporelle. La valeur numérique de chaque bin représente le nombre de points présents à l'emplacement associé de l'intervalle temporel associé.La valeur du paramètre Input Features (Entités en entrée) doit correspondre à des points. Il peut s’agir, par exemple, de délits ou d’incendies, de maladies, de données sur les ventes clients ou d’accidents de la circulation. Une date doit être associée à chaque point. Le champ contenant l’horodatage de l’événement doit être de type date. L'outil requiert un minimum de 60 points et divers horodatages. L’outil échoue si les paramètres spécifiés génèrent un cube comportant plus de 2 milliards de groupes.
Cet outil requiert des données projetées pour mesurer précisément les distances.
La sortie générée par cet outil est une représentation netCDF des points en entrée, ainsi que des messages récapitulant les caractéristiques du cube. Les messages sont écrits au bas de la fenêtre Geoprocessing (Géotraitement) au cours de l’exécution de l’outil. Pour accéder aux messages, passez le curseur de la souris sur la barre d’avancement et cliquez sur le bouton de menu contextuel
ou développez la section des messages dans la fenêtre Geoprocessing (Géotraitement). Vous pouvez également accéder aux messages d’une précédente exécution de cet outil via l’historique de géotraitement. Vous pouvez utiliser le fichier netCDF en entrée dans d’autres outils, comme Emerging Hot Spot Analysis (Analyse de points chauds émergents) ou Local Outlier Analysis (Analyse de valeurs aberrantes locales). Reportez-vous à la rubrique Visualisation du cube spatio-temporel pour savoir comment afficher le contenu d’un cube.Sélectionnez un champ de type date pour le paramètre Time Field (Champ temporel). Ce champ doit contenir l'horodatage associé à chaque entité ponctuelle. S’il s’agit d’un champ à haute précision (contenant des valeurs en millisecondes), l’horodatage de chaque groupe spatio-temporel n’inclut que des secondes, et les millisecondes sont ignorées.
Le paramètre Time Step Interval (Intervalle temporel) indique le mode de partitionnement des points agrégés dans le temps. Vous pouvez agréger les points avec des intervalles d’un jour, d’une semaine ou d’un an, par exemple. Les intervalles temporels sont toujours des durées fixes et l’outil requiert un minimum de dix phases. Si vous n’indiquez aucune valeur dans Time Step Interval (Intervalle temporel), l’outil en calcule une. Reportez-vous à la rubrique En savoir plus sur le fonctionnement de l’outil Create Space Time Cube By Aggregating Points (Créer un cube spatio-temporel en agrégeant des points) pour obtenir des informations sur le calcul des intervalles temporels par défaut. Les unités d’intervalles temporels valides sont les années, les mois, les heures, les minutes et les secondes.
Remarque :
Plusieurs unités de temps apparaissent dans la liste déroulante Time Step Interval (Intervalle temporel) ; l’outil ne prend cependant en charge que les unités Years (Années), Months (Mois), Weeks (Semaines), Days (Jours), Hours (Heures), Minutes et Seconds (Secondes).
Si le cube spatio-temporel ne peut pas être créé, il est possible que l’outil ne soit pas parvenu à structurer les données en entrée que vous avez fournies en 10 intervalles temporels. Si un message d’erreur s’affiche à l’exécution de cet outil, examinez les horodatages des points en entrée pour vérifier qu’ils incluent une plage de valeurs. La plage de valeurs doit couvrir au moins 10 secondes, car il s’agit du plus petit incrément temporel pris en charge par l’outil. 10 intervalles temporels sont requis par la statistique Mann-Kendall.
Si vous créez un cube spatio-temporel avec des données d’incident, selon la valeur Time Step Interval (Intervalle temporel) que vous spécifiez, il est possible de créer un groupe au début ou à la fin du cube qui ne comprend aucune donnée durant toute la période temporelle. Par exemple, si vous spécifiez un mois comme valeur Time Step Interval (Intervalle temporel) et que les données ne se décomposent pas de manière régulière en intervalles d’un mois, une phase temporelle dont l’intégralité de la période ne comporte aucune donnée est insérée au début ou à la fin. Cela peut altérer les résultats car la phase déformée temporellement semble comporter beaucoup moins de points que les autres phases temporelles, ce qui est un résultat artificiel du schéma d’agrégation. Le message indique si une déformation temporelle a lieu dans la première ou la dernière phase temporelle. Pour résoudre ce problème, vous pouvez créer un jeu de sélection des données afin qu’elles soient réparties équitablement au sein de la valeur Time Step Interval (Intervalle temporel) spécifiée.
Il n'est pas rare pour un jeu de données que sa distribution temporelle soit espacée régulièrement. Par exemple, vous pouvez avoir des données annuelles qui tombent toutes le 1er janvier de chaque année et des données mensuelles, toutes horodatées le premier de chaque mois. Ce type de données est souvent désigné sous le nom de données de panel. Avec les données de panel, les calculs de déformation temporelle présentent fréquemment de très forts pourcentages. Cela est normal car chaque groupe couvre une seule unité de temps en particulier dans l’intervalle donné. Par exemple, si vous spécifiez un an comme valeur Time Step Interval (Intervalle temporel) et que les données tombent le 1er janvier de chaque année, chaque groupe ne couvre qu’un jour de l’année. Ceci est acceptable, car cela s’applique à chaque groupe. La déformation temporelle pose problème lorsqu'elle est uniquement présente pour certains groupes en raison des paramètres de création des groupes au lieu d'une distribution réelle des données. Il est important d’évaluer la déformation temporelle en termes de couverture attendue dans chaque groupe en fonction de la distribution des données.
La déformation temporelle dans le rapport en sortie est calculée en tant que pourcentage de la période temporelle qui ne comporte aucune donnée. Par exemple, un groupe vide aurait une déformation temporelle de 100 pour cent. Un groupe associé à une période d’un mois et une valeur Time Step Alignment (Alignement d’intervalle temporel) de fin qui ne comporte des données que pour les deux dernières semaines du premier intervalle temporel a une déformation temporelle de 50 pour cent dans le premier intervalle temporel. Un groupe associé à une période d’un mois et une valeur Time Step Alignment (Alignement d’intervalle temporel) de début qui ne comporte des données que pour les deux premières semaines du dernier intervalle temporel a une déformation temporelle de 50 pour cent dans le dernier intervalle temporel.
Une fois le cube spatio-temporel créé, l'étendue spatiale du cube ne peut jamais être étendue. Si une analyse plus poussée du cube spatio-temporel implique l’utilisation d’une zone d’étude (telle qu’une valeur Polygon Analysis Mask [Masque d’analyse surfacique] dans l’outil Emerging Hot Spot Analysis [Analyse de points chauds émergents]), vous devez vérifier que la valeur Polygon Analysis Mask (Masque d’analyse surfacique) ne s’étend pas au-delà de l’étendue de la valeur Input Features (Entités en entrée) lorsque vous créez le cube. La configuration des polygones de la zone d’étude à utiliser dans des analyses futures comme environnement d’étendue pour créer le cube permet de s’assurer que l’étendue du cube est aussi vaste que nécessaire au début de l’analyse.
Héritage :
La méthode utilisée par l’outil Create Space Time Cube By Aggregating Points (Créer un cube spatio-temporel en agrégeant des points) pour créer l’étendue du cube spatio-temporel a changé dans les versions ArcGIS Pro 1.3 et ArcMap 10.5. Pour en savoir plus sur ce changement, consulez la rubrique Ajustement par déformation du cube spatio-temporel. Le nouvel ajustement par déformation offre de meilleurs résultats, mais si pour une raison quelconque vous devez recréer le cube avec l’étendue précédente, vous pouvez spécifier l’étendue via le paramètre d’environnement Extent (Étendue).
Vous pouvez créer une valeur pour Template Cube (Cube modèle) à utiliser chaque fois que vous exécutez l’analyse, en particulier si vous souhaitez comparer des données d’une série de périodes. Le même cube modèle assure la cohérence permanente de l’étendue de l’analyse, de la taille de groupe, de l’intervalle temporel, de la référence temporelle et de l’alignement des intervalles temporels.
Si vous indiquez une valeur Template Cube (Cube modèle), les points en entrée qui se trouvent en dehors de l’étendue du cube modèle sont exclus de l’analyse. De plus, si la référence spatiale associée aux entités ponctuelles en entrée est différente de la référence spatiale associée au cube modèle, l’outil projette la valeur Input Features (Entités en entrée) pour apparier le cube modèle avant de procéder à l’agrégation. La référence spatiale associée au cube modèle remplace également le paramètre d’environnement Output Coordinate System (Système de coordonnées en sortie). En outre, une fois qu’elle a été spécifiée, la valeur Template Cube (Cube modèle) détermine l’étendue de traitement utilisée, même si vous indiquez une étendue de traitement différente. Pour plus d’informations, reportez-vous à la rubrique Fonctionnement de l’outil Creating a Space Time Cube (Créer un cube spatio-temporel).
La valeur de paramètre Reference Time (Référence temporelle) peut être une valeur de date et d’heure, ou simplement une valeur de date, mais pas uniquement une valeur d’heure. Le format attendu est fonction des paramètres régionaux de l’ordinateur.
Utilisez le paramètre Aggregation Shape Type (Type de forme d’agrégation) pour indiquer le mode d’agrégation spatiale des points. Si vous souhaitez les agréger dans une grille de forme régulière, vous pouvez spécifier un quadrillage ou une forme hexagonale. Les quadrillages sont généralement utilisés, mais les hexagones peuvent être préférables pour certaines analyses. Si vous possédez des limites ou des localisations logiques pour l’analyse (par exemple des secteurs de recensement ou des secteurs de police), vous pouvez également les utiliser pour agréger les points à l’aide de l’option Defined Locations (Localisations définies).
Remarque :
Si les entités en entrée utilisées pour l’option Defined Locations (Localisations définies) sont enregistrées dans une géodatabase fichier et contiennent des courbes vraies (stockées sous forme d’arcs et non de sommets), les formes surfaciques sont déformées une fois stockées dans le cube spatio-temporel. Pour savoir si les entités Defined Locations (Localisations définies) contiennent des courbes vraies, exécutez l’outil Check Geometry (Vérifier les géométries) avec le paramètre Validation Method (Méthode de validation) défini sur OGC. Si un message d’erreur stipulant que l’option sélectionnée ne prend pas en charge les segments non linéaires apparaît, des courbes vraies sont présentes dans le jeu de données. Elles peuvent être éliminées et remplacées par des sommets via l’outil Densify (Densifier) avec le paramètre Densification Method (Méthode de densification) défini sur Angle avant la création du cube spatio-temporel.
Un cube de grilles étant toujours rectangulaire, même si les données ponctuelles ne le sont pas, certaines localisations présentent un nombre de points nul pour tous les intervalles temporels. Pour de nombreuses analyses, seules les localisations comportant des données avec au moins un nombre de points supérieur à 1 pour au moins un intervalle temporel seront incluses dans l’analyse.
Lorsque vous créez un cube agrégé avec des emplacements définis, tous les emplacements définis fournis par l’utilisateur sont inclus, même ceux qui ne disposent d’aucun point dans les intervalles temporels.
Utilisez le paramètre Distance Interval (Intervalle de distance) pour indiquer la largeur des groupes spatio-temporels. Les groupes permettent d’agréger les données ponctuelles. Vous pouvez créer, par exemple, des quadrillages de 50 mètres sur 50 mètres. Si vous optez pour l’agrégation dans des hexagones, la valeur Distance Interval (Intervalle de distance) correspond à la hauteur de chaque hexagone et la largeur de l’hexagone obtenu est de deux fois la hauteur divisée par la racine carrée de 3. Si vous ne spécifiez aucune valeur pour le paramètre Template Cube (Cube modèle), le groupe dans l’angle supérieur gauche du cube est centré sur l’angle supérieur gauche de l’étendue spatiale pour la valeur du paramètre Input Features (Entités en entrée).

Indiquez une valeur Distance Interval (Intervalle de distance) ayant un sens pour l’analyse. Trouvez un juste équilibre entre un intervalle de distance trop important qui se traduirait par la perte des modèles sous-jacents dans les données ponctuelles et un intervalle de distance trop petit qui produirait un cube aux nombres de points nuls. Si vous n’indiquez aucune valeur dans Distance Interval (Intervalle de distance), l’outil en calcule une. Reportez-vous à la rubrique Fonctionnement de l’outil Create Space Time Cube By Aggregating Points (Créer un cube spatio-temporel en agrégeant des points) pour en savoir plus sur le calcul des intervalles de distance par défaut. Les unités d’intervalle de distance prises en charge sont les kilomètres, les mètres, les miles et les pieds.
L’analyse de tendance réalisée sur les données de total agrégées et les valeurs de champ de récapitulation repose sur la statistique de Mann-Kendall.
Cet outil permet les opérations statistiques suivantes pour l’agrégation des attributs : somme, moyenne, minimum, maximum, écart type et médiane.
Lorsque vous remplissez des groupes vides avec le type de remplissage
SPATIAL_NEIGHBORS, une contiguïté de type Queens Case (contiguïté basée sur les tronçons et les nœuds) du 2e ordre est utilisée (elle inclut les voisins et les voisins des voisins). Un minimum de quatre voisins spatiaux est nécessaire pour remplir le groupe vide à l’aide de cette option.Lorsque vous remplissez des groupes vides avec le type de remplissage
SPACE_TIME_NEIGHBORS, une contiguïté de type Queens Case (contiguïté basée sur les tronçons et les nœuds) du 2e ordre est utilisée (elle inclut les voisins et les voisins des voisins). En outre, des voisins temporels sont utilisés pour chacun des groupes identifiés comme étant des voisins spatiaux en se déplaçant vers l'avant et l'arrière de 2 intervalles temporels. Un minimum de 13 voisins spatio-temporels est nécessaire pour remplir le groupe vide à l'aide de cette option.Lorsque vous remplissez des groupes vides avec le type de remplissage
TEMPORAL_TREND, les groupes des deux premières et des deux dernières périodes temporelles à une localisation donnée doivent comporter des valeurs afin d’interpoler les valeurs à d’autres périodes temporelles pour cette localisation.L’option
TEMPORAL_TRENDutilise la méthode de spline univariée interpolée du paquetage d’interpolation de SciPy.Les valeurs nulles qui sont présentes dans les enregistrements des champs de récapitulation entraînent l’exclusion de ces entités du cube en sortie. Si des valeurs nulles sont présentes dans la valeur Input Features (Entités en entrée), il est recommandé d’exécuter d’abord l’outil Fill Missing Values (Remplir les valeurs manquantes). Si, après l’exécution de l’outil Fill Missing Values (Remplir les valeurs manquantes), des valeurs nulles sont toujours présentes et que le total des points de chaque groupe fait partie de votre stratégie d’analyse, vous pouvez créer des cubes distincts ; un pour le total (sans valeur Summary Fields [Champs de récapitulation]) et un avec une valeur Summary Fields (Champs de récapitulation). Si l’ensemble de valeurs nulles est différent pour chaque champ de récapitulation, vous pouvez également créer un cube distinct pour chaque champ de récapitulation.
Cet outil peut tirer parti des performances accrues disponibles dans les systèmes équipés de plusieurs processeurs (ou de processeurs multicœurs). L’outil fonctionne par défaut avec 50 pour cent des processeurs disponibles. Toutefois, le nombre de processeurs peut être augmenté ou réduit à l’aide de l’environnement Parallel Processing Factor (Facteur de traitement parallèle). L’augmentation de la vitesse de traitement est davantage visible lors de la création de cubes spatio-temporels plus volumineux.
Paramètres
| Etiqueter | Explication | Type de données |
|---|---|---|
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Input Features (Entités en entrée) |
Classe d’entités points en entrée à agréger en groupes spatio-temporels. |
Feature Layer |
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Cube spatio-temporel en sortie |
Cube de données netCDF en sortie qui sera créé pour contenir les totaux et les récapitulations des données de points des entités en entrée. |
File |
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Time Field (Champ temporel) |
Champ contenant la date et l'heure (horodatage) de chaque point. Ce champ doit être de type date. |
Field |
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Cube modèle (Facultatif) |
Cube spatio-temporel de référence qui permet de définir l’étendue du paramètre Output Space Time Cube (Cube spatio-temporel en sortie) de l’analyse, les dimensions des groupes et l’alignement des groupes. Les valeurs des paramètres Time Step Interval (Intervalle temporel), Distance Interval (Intervalle de distance) et Reference Time (Référence temporelle) sont également obtenues à partir du cube modèle. Ce cube modèle doit être un cube netCDF (fichier .nc) créé avec cet outil. Un cube spatio-temporel créé par l’agrégation avec la valeur du paramètre Defined locations (Emplacements définis) ne peut pas servir de cube modèle. |
File |
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Intervalle temporel (Facultatif) |
Nombre de secondes, minutes, heures, jours, semaines ou années qui représenteront un intervalle temporel. Tous les points avec les mêmes valeurs de paramètre Time Step Interval (Intervalle temporel) et Distance Interval (Intervalle de distance) sont agrégés. Si la valeur du paramètre Template Cube (Cube modèle) est fournie, ce paramètre est inactif et la valeur Time Step Interval (Intervalle temporel) est obtenue à partir du cube modèle. |
Time Unit |
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Alignement de l’intervalle temporel (Facultatif) |
Définit le mode d’agrégation en fonction de la valeur du paramètre Time Step Interval (Intervalle temporel) indiquée. Si la valeur du paramètre Template Cube (Cube modèle) est indiquée, l’alignement temporel associé à la valeur Template Cube (Cube modèle) remplace cette valeur de paramètre et l’alignement temporel de la valeur Template Cube (Cube modèle) est utilisé.
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String |
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Référence temporelle (Facultatif) |
Date et heure à utiliser pour aligner les intervalles temporels. Si vous souhaitez regrouper les données de façon hebdomadaire du lundi au dimanche, par exemple, définissez l’heure de référence du dimanche à minuit pour garantir la séparation des groupes entre le dimanche et le lundi à minuit. Si une valeur est indiquée pour le paramètre Template Cube (Cube modèle), ce paramètre est inactif et la référence temporelle repose sur la valeur Template Cube (Cube modèle). |
Date |
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Intervalle de distance (Facultatif) |
Taille des groupes utilisés pour agréger la valeur du paramètre Input Features (Entités en entrée). Tous les points qui se trouvent au sein des mêmes valeurs de paramètre Distance Interval (Intervalle de distance) et Time Step Interval (Intervalle temporel) sont agrégés. Lorsque vous effectuez l'agrégation dans un quadrillage, cette distance sert de hauteur pour construire les polygones hexagonaux. Si une valeur est indiquée pour le paramètre Template Cube (Cube modèle), ce paramètre est inactif et la valeur d’intervalle de distance repose sur la valeur Template Cube (Cube modèle). |
Linear Unit |
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Champs de récapitulation |
Champ numérique contenant les valeurs attributaires qui permettent de calculer les statistiques indiquées lors de l’agrégation dans un cube spatio-temporel. Vous pouvez spécifier plusieurs combinaisons de statistiques et de champs. Les valeurs nulles présentes dans les champs spécifiés entraînent la suppression de ces entités du cube en sortie. Si des valeurs nulles figurent dans les entités en entrée, il est recommandé d’exécuter l’outil Fill Missing Values (Remplir les valeurs manquantes) avant de créer un cube spatio-temporel. Remarque :Les valeurs nulles présentes dans les enregistrements des champs de récapitulation entraînent l’exclusion de ces entités du cube en sortie. Si des valeurs nulles figurent dans la valeur de paramètre Input Features (Entités en entrée), il est recommandé d’exécuter d’abord l’outil Fill Missing Values (Remplir les valeurs manquantes). Si, après l’exécution de l’outil Fill Missing Values (Remplir les valeurs manquantes), des valeurs nulles sont toujours présentes et que le total des points de chaque groupe fait partie de votre stratégie d’analyse, vous pouvez créer des cubes distincts, un pour le total (sans valeur de paramètre Summary Fields [Champs de récapitulation]) et un pour la valeur Summary Fields (Champs de récapitulation). Si l’ensemble de valeurs nulles est différent pour chaque champ de récapitulation, vous pouvez également créer un cube distinct pour chaque champ de récapitulation. Colonnes de la table de valeurs :
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Value Table |
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Type de forme d'agrégation (Facultatif) |
Spécifie la forme du maillage de polygones dans lequel les données ponctuelles des entités en entrée seront agrégées.
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String |
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Emplacements surfaciques définis (Facultatif) |
Les entités surfaciques dans lesquelles les entités ponctuelles en entrée seront agrégées. Elles peuvent représenter les limites des comtés, les secteurs de police ou les secteurs de vente, par exemple. |
Feature Layer |
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ID d'emplacement (Facultatif) |
Le champ numérique contenant le numéro d’identification de chaque localisation unique. |
Field |
Environnements
Espace de travail courant, Espace de travail temporaire, Système de coordonnées en sortie, Transformations géographiques, Etendue, Facteur de traitement parallèle
Cas particuliers
- Système de coordonnées en sortie
-
The spatial reference associated with the Template Cube, when specified, will override the Output Coordinate System environment setting.
- Etendue
-
The processing extent of the Template Cube, when specified, will override the environment setting processing extent.
Informations de licence
- Basic: Oui
- Standard: Oui
- Advanced: Oui
Rubriques connexes
- Vue d’ensemble du jeu d’outils Space Time Cube Creation (Création d’un cube spatio-temporel)
- Fonctionnement de l’outil Create Space Time Cube (Créer un cube spatio-temporel)
- Analyse des points chauds émergents
- Analyse des valeurs aberrantes locales
- Agrégation de séries chronologiques
- Visualiser le cube spatio-temporel
- Qu’est-ce qu’un score z ? Qu’est-ce qu’une valeur p ?
- Vue d’ensemble de la boîte à outils Space Time Pattern Mining (Exploration des modèles spatio-temporels)
- Rechercher un outil de géotraitement