Параметры поверхности (Инструменты Анализ растра)
Краткая информация
Определяет такие параметры растровой поверхности, как экспозиция, уклон и кривизна, с использованием различных геодезических методов.
Вычисления выполняются по принципу ячейка за ячейкой, путем подгонки локальной поверхности вокруг целевой ячейки.
Использование
Этот инструмент портала анализа растров доступен, если вы вошли на портал ArcGIS Enterprise, содержащий ArcGIS Image Server, настроенный на Анализ растров. Когда инструмент запущен, ArcGIS Pro выступает в качестве клиента, а обработка происходит на серверах, интегрированных с ArcGIS Enterprise. Инструмент портала принимает слои с вашего портала в качестве входных данных и создает выходные данные на вашем портале.
Входной растровый слой поддерживает слой с портала, URI или URL сервиса изображений или выходные данные инструмента Создать слой из сервиса изображений. Входным векторным слоем может быть слой с портала или URI или URL сервиса объектов. Этот инструмент не поддерживает локальные растровые данные или слои. Хотя вы можете использовать локальные векторные данные и слои в качестве входных данных для этого инструмента портала, рекомендуется использовать в качестве входных данных слои с вашего портала.
Если указана опция Уклон для Типа параметра, то результат будет представлять собой скорость изменений высоты для каждой ячейки цифровой модели рельефа (ЦМР). Это первая производная от ЦМР. Диапазон значений выходного уклона зависит от типа единиц измерения.
Если выбрана опция Экспозиция для Типа параметра, то результат определяет направления по компасу, куда смотрит склон для каждого местоположения. Экспозиция выражается положительными значениями градусов от 0 до 360, измеряемыми по часовой стрелке от направления на север.
Кривизна используется для описания формы поверхности. Применительно к наукам о Земле она используется для понимания воздействия силы тяжести, эрозии и других сил на поверхность, а также в сочетании с другими параметрами поверхности для идентификации и классификации форм рельефа. Опции кривизны в Типе параметра описываются как:
Средняя кривизна—будет измерена общая кривизна поверхности. Вычисляется как среднее значение между минимальной и максимальной кривизной. Если указана эта опция, то результат будет соответствовать среднему от кривизны профиля (линии нормального уклона) и тангенциальной кривизны (нормальной изолинии). Ее знак (положительный или отрицательный) не является точным индикатором, за исключением крайних значений. Высокие положительные значения обозначают области максимальной эрозии, высокие отрицательные значения - максимального накопления (Minár et al., 2020).
Тангенциальная (нормальной изолинии) кривизна—измеряет геометрически нормальную кривизну перпендикулярно линии уклона, по касательной к изолинии. Положительные значения соответствуют областям расходящегося по поверхности потока. Отрицательные значения тангенциальной кривизны указывают на области сходящегося по поверхности потока. Положительная тангенциальная кривизна (нормальная кривизна контура) указывает на то, что поверхность выпукла в этой ячейке в перпендикулярном направлению уклона направлении. Отрицательная кривизна указывает на то, что поверхность вогнута в этой ячейке в направлении, перпендикулярном уклону. Значение 0 означает, что поверхность плоская.
Профильная кривизна (нормальной линии уклона)—измеряет геометрическую нормальную кривизну вдоль линии уклона. Положительные значения указывают на области ускорения поверхностного стока и эрозии. Отрицательная кривизна профиля указывает на области замедления поверхностного стока и наличие отложений. Положительная кривизна профиля (линия нормального уклона) указывает на то, что поверхность в этой ячейке является выпуклой в направлении уклона. Отрицательная кривизна указывает на то, что поверхность вогнута в этой ячейке в том же направлении. Значение 0 означает, что поверхность плоская.
Плановая кривизна (проецированной изолинии)—кривизна в направлении изолиний.
Геодезическое кручение изолинии—скорость изменения.угла уклона в направлении изолиний.
Гауссова кривизна—общая кривизна поверхности. Она вычисляется как произведение минимальной и максимальной кривизны и может быть как положительной, так и отрицательной. Положительные значения указывают на то, что поверхность в этой ячейке выпуклая, а отрицательные значения - на то, что она вогнутая. Значение 0 означает, что поверхность плоская.
Кривизна Казаратти—общая кривизна поверхности. Это может быть ноль или только положительное число. Высокие положительные значения указывают на области резкого изгиба в нескольких направлениях.
Единицы измерения выходных данных всех трех типов кривизны будут обратными (квадратами обратных для Гауссовой кривизны) xy единицам указанной в параметрах среды Выходной системы координат.
Опция Квадратическая в Типе локальной поверхности не в точности соответствует ячейкам окрестности. Она используется по умолчанию и рекомендуется для большинства данных и приложений.
Квадратическая поверхность минимизирует эффект зашумленных данных поверхности, например, данные поверхности лидар с высоким разрешением, что особенно важно при вычислении кривизны.
Используйте квадратическую поверхность при указании размера окрестности больше, чем размер ячейки, и при использовании опции адаптивной окрестности.
Опция Биквадратическая в Типе локальной поверхности в точности соответствует данным из ячеек окрестности.
Эта опция подходит для входных поверхностей высокой точности.
Если расстояние окрестности больше размера ячейки входного растра, преимущества использования биквадратического типа поверхности будут утеряны. Оставьте расстояние окрестности по умолчанию (равное размеру ячейки).
Расстояние окрестности определяет размер окрестности и вычисляет параметр поверхности на этом расстоянии от центра целевой ячейки.
Оно не может быть меньше, чем размер ячейки входного растра.
Меньшее расстояние окрестности собирает большее локальное разнообразие в ландшафте, а также характеристики меньших ландшафтных объектов. Для высотных данных высокого разрешения большие расстояния могут быть более подходящими.
Если отмечен параметр Использовать адаптивную окрестность (
useAdaptiveNeighborhood = "ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD"в Python), то расстояние окрестности будет меняться при различном рельефе. Расстояние окрестности будет сокращено, если в окне вычисления будет выявлено слишком сильное разнообразие.Значение параметра Z-единиц поверхности гарантирует правильное вычисление выходного уклона.
Если единицы измерения z-значения имеются в вертикальной системе координат (../../help/mapping/properties/vertical-coordinate-systems.md) входного растра, то они будут применяться автоматически. Рекомендуется задать единицы z входного растра, если они отсутствуют. Вы можете использовать инструмент Определить проекцию для указания z-значений. Если они не указаны, по умолчанию будут применяться метры.
Диапазон значений выходных результатов уклона зависит от значения параметра Выходные единицы измерения уклона:
Градусы—диапазон значений уклона составляет от 0 до 90.
Процентное увеличение—диапазон составляет от 0 до бесконечности. Плоская поверхность соответствует значению 0 процентов, уклон поверхности в 45 градусов соответствует 100 процентам, и по мере того, как поверхность становится более вертикальной, процент подъема все больше и больше увеличивается.
Если отмечен параметр Проецировать геодезические азимуты (
projectGeodesicAzimuths = "PROJECT_GEODESIC_AZIMUTHS"в Python), tистиной будет следующее:Север будет всегда по направлению 360 градусов.
Азимуты будут спроецированы с учетом искажения, вызванного не равноугольной Выходной системой координат, заданной в параметрах среды. Эти углы можно использовать для точного определения точек на самом крутом склоне.
Если отмечен параметр Использовать экваториальную экспозицию (
useEquatorialAspect = "EQUATORIAL_ASPECT"в Python), то экспозиция будет измерена от точки вдоль экватора, чтобы скорректировать скос направления, который возникает при приближении к полюсам Этот параметр позволяет гарантировать, что оси север-юг и восток-запад перпендикулярны друг другу.Отметьте параметр Использовать экваториальную экспозицию, если ваша территория расположена близко к северному или южному полюсу.
Используйте параметр Входная маска анализа, чтобы ограничить анализ определенными местоположениями интереса в пределах Входного растра поверхности. Местоположения могут задаваться как растровыми, так и векторными данными. У параметра Входная маска анализа будет приоритет над параметром среды Маска.
Если значения параметров Входной растр поверхности и Входная маска анализа имеют одинаковый размер ячейки и ячейки выровнены, они будут непосредственно использованы в инструменте. Они не будут пересчитываться при выполнении инструмента.
Если ячейки отличаются, выходной размер ячейки будет соответствовать максимальному из входных, и значение Входной растр поверхности будет использовано внутренне как растр привязки. Если размер ячейки совпадает, но ячейки не выровнены, то значение Входной растр поверхности будет использовано внутренне как растр привязки. Любой из этих случаев запускает внутреннюю операцию пересчета перед выполнением извлечения.
Дополнительные сведения доступны в разделах Размер ячейки и Растр замыкания.
Литература:
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
Параметры
| Подпись | Объяснение | Тип данных |
|---|---|---|
|
Растр входной поверхности |
Входной растр поверхности. Он может быть целочисленными или с плавающей точкой. |
Raster Layer; Image Service; String |
|
Выходное имя растра |
Имя выходного слоя растрового сервиса. |
String |
|
Тип параметра (Дополнительный) |
Задает тип параметра выходной поверхности, который будет вычислен.
|
String |
|
Тип локальной поверхности (Дополнительный) |
Задает тип функции поверхности, которая будет установлена вокруг целевой ячейки.
|
String |
|
Расстояние окрестности (Дополнительный) |
Выходные данные будут рассчитаны на этом расстоянии от центра целевой ячейки. Оно определяет размер окрестности. Значением по умолчанию является размер ячейки входного растра, в результате чего получается окрестность 3 на 3. |
Linear Unit |
|
Использовать адаптивную окрестность (Дополнительный) |
Указывает, будет ли расстояние до окрестности меняться в зависимости от изменений ландшафта (адаптивное). Максимальное расстояние определяется расстоянием окрестности. Минимальное расстояние - это размер ячейки входного растра.
|
Boolean |
|
Z-единицы (Дополнительный) |
Задает линейные единицы измерения, которые будет использоваться для вертикальных z-значений. Они определяется вертикальной системой координат, если она указана. Если вертикальной системы координат нет, то единицы измерения z-значений необходимо указать в списке единиц, чтобы обеспечить точный геодезический расчет. По умолчанию метры.
|
String |
|
Измерение выходного уклона (Дополнительный) |
Единицы измерения (градусы или проценты), которые будут использоваться для выходного растра уклона. Это параметр активен только в тех случаях, когда Тип параметра установлен на Уклон.
|
String |
|
Проецировать геодезические азимуты (Дополнительный) |
Определяет, будут ли геодезические азимуты спроецированы с учетом корректного искажения углов, вызванного выходной пространственной привязкой.
|
Boolean |
|
Использовать экваториальную экспозицию (Дополнительный) |
Указывает, будет ли экспозиция измеряться от точки на экваторе или от северного полюса.
|
Boolean |
|
Входная маска анализа (Дополнительный) |
Входные данные, задающие местоположения, где будет выполняться анализ. Это может быть сервис изображений или сервис объектов. Если входные данные являются сервисом изображений, это могут быть типы целочисленные или с плавающей запятой. Если входные данные являются сервисом объектов, это может быть точечный, линейный или полигональный тип. Если входными данными маски является сервис изображений, анализ будет происходить в местоположениях с допустимыми значениями, включая ноль. Ячейки, которые имеют значение NoData во входной маске, будут иметь значение NoData в выходных данных. |
Raster Layer; Image Service; Feature Layer; String |
Производные выходные данные
| Подпись | Объяснение | Тип данных |
|---|---|---|
|
Выходной растр |
Выходная растровая поверхность. |
Raster Layer |
Параметры среды
Экстент, Размер ячейки, Маска, Выходная система координат, Пирамидный слой, Растр привязки
Информация о лицензировании
- Basic: Требуется ArcGIS Image Server
- Standard: Требуется ArcGIS Image Server
- Advanced: Требуется ArcGIS Image Server