サーフェス パラメーター (ラスター解析ツール)
サマリー
測地線方法を使用して、傾斜方向、傾斜角、複数タイプの曲率などのサーフェス ラスターのパラメーターを決定します。
ターゲット セルの周囲に局所サーフェスを適合させることで、セルごとに計算されます。
使用法
このラスター解析ポータル ツールは、ArcGIS Image Server がラスター解析用に設定されている ArcGIS Enterprise ポータルにサイン インしているときに利用可能です。 このツールを実行すると、ArcGIS Pro がクライアントとしてサービスを提供し、ArcGIS Enterprise とフェデレートされているサーバーで処理が発生します。 ポータル ツールがポータルからレイヤーを入力として受け取り、ポータルに出力を作成します。
入力ラスター レイヤーは、ポータルからのレイヤー、イメージ サーバーの URI または URL、もしくは Image Server レイヤーの作成 ツールからの出力をサポートしています。 入力フィーチャ レイヤーは、ポータルからのレイヤーでも、フィーチャ サービスの URI または URL でもかまいません。 このツールはローカルのラスター データもレイヤーもサポートしていません。 このポータル ツールへの入力としてローカルのフィーチャ データとレイヤーを使用できますが、ポータルのレイヤーを入力することをおすすめします。
パラメーター タイプ に対して 傾斜角 オプションが指定されている場合、出力は各数値標高モデル (DEM) セルの標高変化率を表します。 これは DEM の一次微分です。 傾斜角出力の値の範囲は、計測単位のタイプによって異なります。
パラメータータイプ に対して 傾斜方向 オプションが指定されている場合、出力は各場所の下り坂斜面のコンパスの向きを特定します。 コンパスの向きは、0 〜 360 度の正の角度で、北から時計回りに計測されます。
曲率は、サーフェスの形状を表現するために使用されます。 地球科学に応用する場合、重力、侵食、その他のファクターがサーフェスに与える影響を説明するために使用され、他のサーフェス パラメーターと組み合わせて地形を識別および分類するために使用されます。 パラメーター タイプ の曲率オプションは以下のとおりです:
平均曲率 - サーフェスの全体的な曲率。 最小曲率と最大曲率の平均として計算されます。 このオプションを指定すると、出力は断面 (正規傾斜ライン) と接線 (正規コンター) の曲率の平均と等しくなります。 その符号 (正または負) は、極値を除き、確定的なインジケーターではありません。 高い正の値は最大の浸食エリアを示し、高い負の値は最大の堆積エリアを示します (Minár et al. 2020)。
正接 (正規コンター) 曲率 - 傾斜に垂直で輪郭線に接する幾何学的な法曲率。 正の値は、サーフェスの流れが分岐している領域を示します。 負の接線曲率は、サーフェスの流れが収束している領域を示します。 正の接線 (正規コンター) 曲率は、傾斜の方向に垂直なセルでサーフェスが凸状であることを示します。 負の曲率は、サーフェスが傾斜に垂直な方向のセルで凹状になっていることを示します。 ゼロ (0) という値はサーフェスが平らであることを示します。
断面 (正規傾斜ライン) 曲率 - 傾斜に沿った幾何学的な法曲率。 正の値は、サーフェスの流れや侵食が加速している領域を示します。 負の断面曲率は、サーフェスの流れや堆積が遅くなっている領域を示します。 正の断面 (正規傾斜ライン) 曲率は、サーフェスが傾斜方向のセルで凸状になっていることを示します。 負の曲率は、サーフェスが同じ方向のセルで凹状になっていることを示します。 ゼロ (0) という値はサーフェスが平らであることを示します。
平面 (投影コンター) 曲率 - 等高線に沿った曲率。
コンター測地線のねじれ率 - 等高線に沿った傾斜角の変化率。
ガウス曲率 - サーフェスの全体的な曲率。 最小曲率と最大曲率の積として計算され、正の値と負の値を取ることができます。 値が正の場合はサーフェスがそのセルで凸面であることを示し、値が負の場合は凹面であることを示します。 ゼロ (0) という値はサーフェスが平らであることを示します。
カソラティ曲率 - サーフェスの全体的な曲率。 ゼロまたは常に正です。 正の値が高い場合、角の領域が複数の方向に曲がっていることを示します。
曲率タイプ出力の単位は、すべて出力座標系環境設定の XY 単位の逆数 (ガウス曲率 の逆数の二乗) になります。
ローカル サーフェス タイプ パラメーターの 二次 オプションは、隣接するセルに正確に適合しません。 これはデフォルトであり、ほとんどのデータやアプリケーションに対しておすすめのオプションです。
二次サーフェスは、高解像度のライダー サーフェスのようなノイズの多いサーフェス データの影響を最小限に抑えます。この効果は曲率を計算する際に特に重要です。
セル サイズよりも大きい近傍サイズを指定するとき、および適応近傍オプションを使用するときには、二次サーフェスを使用します。
ローカル サーフェス タイプ パラメーターの 四次 オプションは、隣接するセルのデータに正確に適合しません。
このオプションは精度の高い入力サーフェスに適しています。
近傍距離が入力ラスターのセル サイズよりも大きい場合、四次サーフェス タイプの精度の利点は失われます。 近傍距離はデフォルトのまま (セル サイズに等しい状態) にしておきます。
近傍距離 パラメーターは近傍サイズを決定し、ターゲット セルの中心からこの距離でサーフェス パラメーターを計算します。
入力ラスターのセル サイズよりも小さくすることはできません。
近傍距離が小さいほど、地形の局所的な変動性、つまり小さな地形フィーチャを取得できます。 高解像度の標高データでは、距離が大きい方が適切な場合があります。
適応近傍の使用 パラメーターをオンにしている場合 (Python では
useAdaptiveNeighborhood = "ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD")、近隣距離が地形の変動により変化します。 計算ウィンドウの変動性が大きすぎる場合、近傍距離は減少します。サーフェスの Z 単位 パラメーター値を指定することで、傾斜角出力が適切に計算されます。
入力ラスターの鉛直座標系では、Z 単位が使用できる場合は自動的に適用されます。 入力ラスターの Z 単位がない場合は定義することをおすすめします。 Z 単位の指定には、投影法の定義 ツールを使用できます。 これが定義されていない場合、デフォルトでメートルが使用されます。
ー傾斜角出力の値の範囲は、出力傾斜角の計測 パラメーター値によって異なります:
度 - 傾斜角の値の範囲は 0 から 90 です。
勾配率 - 範囲は 0 から基本的に無限です。 平坦なサーフェスを 0%、45 度のサーフェスを 100% として表し、サーフェスが垂直に近くなるほど勾配率は大きくなります。
測地線方位の投影 パラメーターがオン (Python では
projectGeodesicAzimuths = "PROJECT_GEODESIC_AZIMUTHS") の場合、以下の点が当てはまります:北は常に 360 度として表されます。
方位は、非正角な出力座標系環境システム値によって引き起こされる歪みを修正するために投影されます。 これらの角度を使用すると、最も急な下り勾配に沿ったポイントを正確に配置できます。
赤道傾斜方向の使用 パラメーターがオンの場合 (Python では
useEquatorialAspect = "EQUATORIAL_ASPECT")、傾斜方向は赤道に沿ったポイントから測定され、極点に近づいたときに発生する方向のねじれを補正します。 このパラメーターは、南北軸と東西軸が互いに垂直である状態を確保します。テレインが北極または南極に近い場合は、赤道傾斜方向の使用 パラメーターをオンにしてください。
入力解析マスク パラメーターを使用して、入力サーフェス ラスター 内の特定の対象位置に限定します。 位置は、ラスターまたはフィーチャ データによって定義できます。 入力解析マスク パラメーターは、マスク環境設定よりも優先されます。
入力サーフェス ラスター および 入力解析マスク パラメーター値のセル サイズが同じで、セルが位置揃えされている場合、これらはツールで直接使用されます。 ツールの実行時に内部でリサンプリングされません。
セル サイズが異なる場合、出力セル サイズは入力の最大値になり、入力サーフェス ラスター の値が内部でスナップ対象ラスターとして使用されます。 セル サイズは同じだが、セルが位置揃えされていない場合、入力サーフェス ラスター の値が内部でスナップ対象ラスターとして使用されます。 これらの場合、抽出操作が実行される前に、内部でリサンプリングが行われます。
詳細については、セル サイズ と スナップ対象ラスター の環境トピックをご参照ください。
参考文献:
James, D. E., Tomer, M. D., and Porter, S. A. "Trans-scalar landform segmentation from high-resolution digital elevation models." Poster presented at: ESRI Annual Users Conference; July 2014; San Diego, California.
Minár, J., Evans, I. S., and Jenčo, M. "A comprehensive system of definitions of land surface (topographic) curvatures, with implications for their application in geoscience modelling and prediction." Earth-Science Reviews, 103414, 2020. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103414
パラメーター
| ラベル | 説明 | データ タイプ |
|---|---|---|
|
入力サーフェス ラスター |
入力サーフェス ラスター。 整数タイプまたは浮動小数点タイプにすることができます。 |
Raster Layer; Image Service; String |
|
出力ラスター名 |
出力ラスター サービスの名前。 |
String |
|
パラメーターのタイプ (オプション) |
計算する出力サーフェス パラメーターのタイプを指定します。
|
String |
|
ローカル サーフェス タイプ (オプション) |
ターゲット セルの周囲に合わせるサーフェス関数のタイプを指定します。
|
String |
|
近傍距離 (オプション) |
ターゲット セルの中心からこの距離全体の出力が計算されます。 これは、近傍サイズを決定します。 デフォルト値は入力ラスターのセル サイズで、3 x 3 近傍になります。 |
Linear Unit |
|
適応近傍の使用 (オプション) |
近傍距離が地形の変更とともに変動するかどうかを指定します (適応)。 最大距離は、近隣距離によって決まります。 最小距離は、入力ラスターのセル サイズです。
|
Boolean |
|
Z 単位 (オプション) |
鉛直方向の Z 値の距離単位を指定します。 これは、鉛直座標系で定義されます (存在する場合)。 鉛直座標系が存在しない場合、正しい測地線の計算を実現するために、単位リストを使用して Z 単位を定義します。 デフォルトはメートルです。
|
String |
|
計測傾斜角の出力 (オプション) |
出力傾斜角ラスターに使用する計測単位 (度またはパーセンテージ)。 このパラメーターは、パラメーター タイプ が 傾斜角 の場合にのみ有効です。
|
String |
|
測地線方位の投影 (オプション) |
出力空間参照によって引き起こされる角度の歪みを修正するために、測地線方位を投影するかどうかを指定します。
|
Boolean |
|
赤道傾斜方向の使用 (オプション) |
赤道上のポイントからの傾斜方向を測定するか、北極からの傾斜方向を測定するかを指定します。
|
Boolean |
|
入力解析マスク (オプション) |
解析を行う場所を定義する入力データ。 これは、イメージ サービスでもフィーチャ サービスでもかまいません。 入力がイメージ サービスの場合、整数タイプまたは浮動小数点数タイプのいずれかになります。 入力がフィーチャ サービスの場合、入力はポイント、ライン、ポリゴンのいずれかのタイプになります。 入力マスク データがイメージ サービスの場合、有効な値 (ゼロを含む) を持つ場所で解析が行われます。 マスク入力の NoData のセルは、出力でも NoData になります。 |
Raster Layer; Image Service; Feature Layer; String |
派生した出力
| ラベル | 説明 | データ タイプ |
|---|---|---|
|
出力ラスター |
出力サーフェス パラメーター ラスター。 |
Raster Layer |
環境
範囲, セル サイズ, マスク, 出力座標系, ピラミッド, スナップ対象ラスター
ライセンス情報
- Basic: ArcGIS Image Server が必要
- Standard: ArcGIS Image Server が必要
- Advanced: ArcGIS Image Server が必要