多次元異常の生成 (Spatial Analyst ツール)

サマリー

既存の多次元ラスター内のスライスごとに異常を計算し、新しい多次元ラスターを生成します。

異常は、その標準値または平均値からの観測の偏差です。

使用法

サポートされている多次元ラスターデータセットには、CRF (Cloud Raster Format)、多次元モザイクデータセット、netCDF、GRIB、または HDF 形式ファイルで生成された多次元ラスターレイヤーがあります。
このツールは、多次元ラスターデータセットをクラウドラスター形式 (CRF) で生成します。現在、これ以外の出力形式はサポートされていません。
このツールは、多次元ラスター内の 1 つ以上の変数で経時的な異常を計算します。時間ディメンションに加えて非時間ディメンションがある場合、追加のディメンションにおける各ステップで異常が計算されます。

たとえば、最大 100m まで 1m ごとに収集した月次の海洋温度データがあり、年平均からの偏差として温度の異常を計算するとします。 平均の計算間隔 パラメーターを毎年に設定すると、多次元異常の生成 ツールは年平均に基づいて温度の異常を決定し、100 深度ごとの異常値を返します。
このツールは、時間ディメンションを持つ多次元ラスターデータセットのみをサポートします。
異常値を計算する数学的手法は、以下のとおりです。平均の定義として平均値または中央値のいずれかを使用して異常を計算できます。データ分布が偏っている場合、平均値は外れ値に大きく影響される可能性があるため、このタイプのデータには、中央値または Z スコアの手法が適している場合があります。
- 平均からの差異 = x - µ
  - x = スライス内のピクセル値
  - µ = 指定した時間間隔内のそのピクセル値の平均
- 平均からのパーセント差 = |x - µ| / [(x + µ)/2]
  - x = スライス内のピクセル値
  - µ = 指定した時間間隔内のそのピクセル値の平均
  - |x - µ| = 値と平均の差の絶対値
- 平均の割合 = x - µ
  - x = スライス内のピクセル値
  - µ = 指定した時間間隔内のそのピクセル値の平均
- 中央値からの差異 = x - ß
  - x = スライス内のピクセル値
  - ß = 指定した時間間隔内のそのピクセル値の中央値
- 中央値からのパーセント差 = |x - ß| / [(x + ß)/2]
  - x = スライス内のピクセル値
  - ß = 指定した時間間隔内のそのピクセル値の中央値
  - |x - ß| = 値と中央値の差の絶対値
- 中央値の割合 = x / ß
  - x = スライス内のピクセル値
  - ß = 指定した時間間隔内のそのピクセル値の中央値
- Z スコア = (x - µ) / S
  - x = スライス内のピクセル値
  - µ = 指定した時間間隔内のそのピクセル値の平均
  - S = 指定した時間間隔内のそのピクセル値の標準偏差
平均値または中央値が入力多次元ラスターから計算されるか、平均値または中央値をラスター入力として直接 平均の計算間隔 パラメーターに指定できます。外部ラスターは、単一ラスターまたは多次元ラスターにすることができます。入力が単一ラスターの場合、各スライスのピクセル値と、外部ラスターの対応するピクセル値を比較することで、平均からの差異が計算されます。入力が多次元ラスターである場合、対応するスライスを比較して平均との差を計算し、変数の数と名前およびディメンションが一致する必要があります。

外部ラスターの範囲、セルサイズ、空間参照は入力多次元ラスターと同じである必要があります。
外部ラスターを使って平均からの差異を計算する場合、Z スコア異常計算方法はサポートされません。

ラベル	説明	データタイプ
入力多次元ラスター	入力多次元ラスターデータセット。	Raster Dataset; Raster Layer; Mosaic Dataset; Mosaic Layer; Image Service; File
変数 [ディメンション情報] (説明) (オプション)	異常を計算する変数。変数が指定されない場合、時間ディメンションを含む変数がすべて解析されます。	String
異常の計算方法 (オプション)	異常の計算に使用する方法を指定します。平均からの差異—間隔で定義されたすべてのスライスで、ピクセル値とそのピクセルの平均値の差が計算されます。これがデフォルトです。平均からのパーセント差—間隔で定義されたすべてのスライスで、ピクセル値とそのピクセルの平均値のパーセント差が計算されます。平均の割合—平均の割合が計算されます。 Z スコア—各ピクセルの Z スコアが計算されます。 0 の Z スコアは、ピクセルの値が平均値と同一であることを示します。 1 の Z スコアは、ピクセルの値の平均値からの標準偏差が 1 であることを示します。 Z スコアが 2 の場合、ピクセルの値の平均値からの標準偏差が 2 であることを示します。その後も同様です。中央値からの差異—間隔で定義されたすべてのスライスで、ピクセル値とそのピクセルの数学的中央値の差が計算されます。中央値からのパーセント差—間隔で定義されたすべてのスライスで、ピクセル値とそのピクセルの数学的中央値のパーセント差が計算されます。中央値の割合—数学的中央値の割合が計算されます。	String
平均の計算間隔 (オプション)	平均の計算に使用する時間間隔を指定します。すべて—ピクセルごとにすべてのスライスで平均を計算します。毎年—ピクセルごとに毎年の平均を計算します。毎月繰り返し—ピクセルごとに毎月の平均を計算します。毎週繰り返し—ピクセルごとに毎週の平均を計算します。毎日繰り返し—ピクセルごとに毎日の平均を計算します。毎時間—ピクセルごとに毎時間の平均を計算します。外部ラスター—ピクセルごとの平均または中央値を含む既存のラスターデータセットを参照します。	String
NoData を無視 (オプション)	解析で NoData 値を無視するかどうかを指定します。オン—解析は、特定のディメンションに沿って有効なすべてのピクセルを含め、NoData 値のピクセルを無視します。これがデフォルトです。オフ—特定のディメンションに沿って NoData 値のピクセルが存在する場合、解析結果が NoData になります。	Boolean
入力外部ラスター (オプション)	以前に計算したピクセルごとの平均を含む参照ラスターデータセット。異常はこの平均と比較することで計算されます。	Raster Layer; Raster Dataset; Mosaic Layer; Mosaic Dataset

戻り値

ラベル	説明	データタイプ
出力多次元ラスター	出力クラウドラスター形式 (CRF) の多次元ラスターデータセット。	Raster

GenerateMultidimensionalAnomaly(in_multidimensional_raster, {variables}, {method}, {calculation_interval}, {ignore_nodata}, {reference_mean_raster})

名前	説明	データタイプ
in_multidimensional_raster	入力多次元ラスターデータセット。	Raster Dataset; Raster Layer; Mosaic Dataset; Mosaic Layer; Image Service; File
variables [variables,...] (オプション)	異常を計算する変数。変数が指定されない場合、時間ディメンションを含む変数がすべて解析されます。	String
method (オプション)	異常の計算に使用する方法を指定します。 `DIFFERENCE_FROM_MEAN`—間隔で定義されたすべてのスライスで、ピクセル値とそのピクセルの平均値の差が計算されます。これがデフォルトです。 `PERCENT_DIFFERENCE_FROM_MEAN`—間隔で定義されたすべてのスライスで、ピクセル値とそのピクセルの平均値のパーセント差が計算されます。 `PERCENT_OF_MEAN`—平均の割合が計算されます。 `Z_SCORE`—各ピクセルの Z スコアが計算されます。 0 の Z スコアは、ピクセルの値が平均値と同一であることを示します。 1 の Z スコアは、ピクセルの値の平均値からの標準偏差が 1 であることを示します。 Z スコアが 2 の場合、ピクセルの値の平均値からの標準偏差が 2 であることを示します。その後も同様です。 `DIFFERENCE_FROM_MEDIAN`—間隔で定義されたすべてのスライスで、ピクセル値とそのピクセルの数学的中央値の差が計算されます。 `PERCENT_DIFFERENCE_FROM_MEDIAN`—間隔で定義されたすべてのスライスで、ピクセル値とそのピクセルの数学的中央値のパーセント差が計算されます。 `PERCENT_OF_MEDIAN`—数学的中央値の割合が計算されます。	String
calculation_interval (オプション)	平均の計算に使用する時間間隔を指定します。 `ALL`—ピクセルごとにすべてのスライスで平均を計算します。 `YEARLY`—ピクセルごとに毎年の平均を計算します。 `RECURRING_MONTHLY`—ピクセルごとに毎月の平均を計算します。 `RECURRING_WEEKLY`—ピクセルごとに毎週の平均を計算します。 `RECURRING_DAILY`—ピクセルごとに毎日の平均を計算します。 `HOURLY`—ピクセルごとに毎時間の平均を計算します。 `EXTERNAL_RASTER`—ピクセルごとの平均または中央値を含む既存のラスターデータセットを参照します。	String
ignore_nodata (オプション)	解析で NoData 値を無視するかどうかを指定します。 `DATA`—解析は、特定のディメンションに沿って有効なすべてのピクセルを含め、NoData 値のピクセルを無視します。これがデフォルトです。 `NODATA`—特定のディメンションに沿って NoData 値のピクセルが存在する場合、解析結果が NoData になります。	Boolean
reference_mean_raster (オプション)	以前に計算したピクセルごとの平均を含む参照ラスターデータセット。異常はこの平均と比較することで計算されます。	Raster Layer; Raster Dataset; Mosaic Layer; Mosaic Dataset

戻り値

名前	説明	データタイプ
out_multidimensional_raster	出力クラウドラスター形式 (CRF) の多次元ラスターデータセット。	Raster

コードのサンプル

GenerateMultidimensionalAnomaly 例 1 (Python ウィンドウ)

この例では、温度データの多次元異常ラスターを生成し、すべてのスライスでピクセル値と平均ピクセル値を比較します。

import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"

outTempAnomaly = GenerateMultidimensionalAnomaly(
    "C:/sapyexamples/data/climateData.nc", "temperature", "DIFFERENCE_FROM_MEAN",
    "ALL", "DATA")
outTempAnomaly.save("C:/sapyexamples/output/TempAnomaly.crf")

GenerateMultidimensionalAnomaly 例 2 (スタンドアロンスクリプト)

この例では、海洋温度データの多次元異常ラスターを生成し、ピクセル値と年間平均値を比較します。

# Name: GenerateMultidimensionalAnomaly_Ex_02.py
# Description: Generates an anomaly multidimensional raster for
#           ocean temperature data, comparing pixel values with the yearly mean
# 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"

""""
Usage: out_multidimensional_raster = GenerateMultidimensionalAnomaly(in_multidimensional_raster,
                                     {variables}, {method}, {temporal_interval})
"""

# Define input parameters
inputFile = "C:/sapyexamples/data/climateData.crf"
variable = "oceantemp"
averageMethod = "PERCENT_DIFFERENCE_FROM_MEAN"
averageInterval = "YEARLY"
ignoreNoData = "DATA"

# Run GenerateMultidimensionalAnomaly
outYearlyAnomaly = GenerateMultidimensionalAnomaly(inputFile, variable,
    averageMethod, averageInterval, ignoreNoData)

# Save the output
outYearlyAnomaly.save("C:/sapyexamples/output/TempAnomaly.crf")

環境

セルサイズ, 圧縮, 現在のワークスペース, 地理座標系変換, NoData, 出力データのコンフィグレーションキーワード, 出力座標系, 範囲, 並列処理ファクター, ピラミッド, ラスター統計, リサンプリング方法, スクラッチワークスペース, スナップ対象ラスター, タイルサイズ

ライセンス情報

Basic: Spatial Analyst または Image Analyst が必要
Standard: Spatial Analyst または Image Analyst が必要
Advanced: Spatial Analyst または Image Analyst が必要

多次元異常の生成 (Spatial Analyst ツール)

サマリー

使用法

パラメーター

戻り値

環境

ライセンス情報

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