Оптимальные соединения регионов (Инструменты Spatial Analyst)
Краткая информация
Вычисляет оптимальную сеть соединений между двумя или более входными регионами.
Использование
Входные регионы могут быть растровыми или векторными данными.
В растровых данных регион – это группа ячеек, имеющих такое же значение, как и соседние ячейки. Если ваши входные регионы идентифицированы растром, а какие-либо зоны (ячейки с одинаковыми значениями) состоят из нескольких регионов, сначала запустите инструмент Группировка в качестве действия по геообработке для присвоения уникальных значений регионам. Затем используйте полученный растр в качестве входных регионов для инструмента Оптимальные соединения регионов.
Если ваши входные регионы идентифицированы полигональными, линейными или точечными данными, они конвертируются в растр с использованием идентификатора объектов, чтобы у получившихся регионов были уникальные значения. Составные полигоны в качестве входных данных использовать нельзя. Если введены мультиточечные данные, инструмент Оптимальные соединения регионов случайным образом выбирает одну из точек в качестве значения региона.
Вы можете задать разрешение растеризованных входных векторных регионов с помощью настройки среды Размер ячейки. Выходное разрешение по умолчанию будет соответствовать разрешению входного растра стоимости, если он задан.
При использовании данных полигонального объекта в качестве входных данных регионов следует особенно тщательно выбирать способ обработки размера выходной ячейки, если его можно охарактеризовать как грубый относительно подробных сведений во входных данных. Процесс внутренней растеризации задействует тот же Метод присвоения значений ячейкам по умолчанию, что и инструмент Полигон в растр, в котором используется Центр ячейки. Это означает, что данные, не расположенные по центру ячейки, не будут включены в промежуточные растеризованные регионы, поэтому не будут представлены в расчётах расстояния. Например, если регионы представляют собой небольшие полигоны, (такие, как контуры знаний, относительно небольшие по сравнению с размером выходной ячейки), только некоторые их них будут совпадать с центрами ячеек выходного растра, и, следовательно, большинство остальных объектов будут потеряны в анализе.
Во избежание этой ситуации в качестве промежуточного шага можно напрямую растеризовать входные объекты с помощью инструмента Полигон в растр, задать Поле приоритета и использовать полученные выходные данные в качестве входных данных для инструмента Оптимальные соединения регионов. Или выберите сравнительно небольшой размер ячейки, чтобы получить достаточный объем данных из входных объектов.
Когда вход региона является пространственным объектом, поле
ObjectIDбудет использоваться в качестве идентификатора региона.Если входные регионы являются растровыми, а диапазон ID строк очень велик (даже если их всего несколько), производительность инструмента Оптимальные соединения регионов может быть снижена.
Местоположения, определенные параметром Входные растровые или векторные объекты барьеров, местоположения ячеек с NoData в значении параметра Входной растр стоимости или местоположения, которые не находятся в пределах Маски, действуют как барьеры.
Среда анализа Маска может быть настроена для объекта или набора растровых данных. Если маска является пространственным объектом, она будет преобразована в растр. Ячейки, имеющие значение, определяют местоположения, которые находятся в области маски. Ячейки NoData определяют местоположения, находящиеся вне области маски, и будут рассматриваться как барьер.
Экстент обработки по умолчанию соответствует значению Входной растр стоимости, если оно задано, иначе – экстенту входных регионов.
Отрицательные или нулевые значения Растра стоимости недействительны, но будут рассматриваться как небольшие положительные значения. Алгоритм накопительной стоимости представляет собой мультипликативный процесс, и он не может правильно рассчитать накопительную стоимость, если значения стоимости отрицательные или равны нулю.
Если растр стоимости содержит эти значения, а эти местоположения представляют области, которые следует исключить из анализа, перед запуском инструмента присвойте этим ячейкам значение NoData. Это можно реализовать с помощью инструмента Установить Null.
В данном анализе значение NoData рассматривается как барьер, поэтому любые местоположения, имеющие значение NoData во входных данных, будут иметь значение NoData в результате.
Для Выходные соединительные линии соседств, если поверхность стоимости не задана, окрестности идентифицируются по Евклидову расстоянию. В этом случае ближайший сосед будет определен по наименьшему расстоянию. Но если указана поверхность стоимости, соседи идентифицируются по стоимостному расстоянию, и ближайшим соседним регионом будет наименее затратный для перемещения к нему. Выполняется операция распределения по стоимостному расстоянию для определения регионов, являющихся по отношению друг к другу соседними.
С помощью путей, полученных в результате вычисления оптимального соединения с соседями, создается оптимальная выходная сеть. Пути дополнительных соседних соединений конвертируются в теорию графов. Регионы – это вершины, пути – ребра, а накопленные расстояния или стоимости – веса ребер. По графическому представлению путей вычисляется минимальное остовое дерево для определения оптимальной сети путей, необходимых для перемещения между регионами.
Каждый оптимальный путь достигает внешней границы полигона или региона, состоящего из нескольких ячеек. С периметра региона инструмент продолжает пути с дополнительными сегментами линий, разрешая точки входа и выхода и перемещение по ним. Вдоль этих сегментов линий отсутствует дополнительное расстояние или стоимость.
В зависимости от конфигурации входных регионов и распределения их соседей путь может проходить через промежуточный регион для достижения соседнего региона. Путь будет накапливать стоимость по мере прохождения через промежуточный регион.
Оптимальная выходная сеть может использоваться как альтернативная сеть для сети минимального остовного дерева. Эта выходная сеть соединяет каждый регион с соседними регионами стоимости, создавая более сложную сеть со множеством путей. Класс пространственных объектов может использоваться как есть или в качестве базового, на основе которого вы создадите собственную сеть. Чтобы это сделать, выберите определенные пути, которые необходимы в сети, используя кнопку Выбрать по атрибутам, группу Выбрать на вкладке Карта или инструмент Выбрать в слое по атрибутам. Выбор путей может основываться на знании области и статистики, связанной с путями в результирующей таблице атрибутов.
Этот инструмент поддерживает параллельную обработку. Если ваш компьютер имеет несколько процессоров или процессор с несколькими ядрами, то его производительность будет более высокой, особенно на больших наборах данных. В разделе справки Параллельная обработка с помощью Spatial Analyst содержится подробная информация об этой возможности и о том, как ее настроить.
При использовании параллельной обработки будут записаны временные данные для управления обрабатываемыми фрагментами данных. Папка временных файлов по умолчанию будет располагаться на диске
C:вашего компьютера. Вы можете управлять расположением этой папки, настроив переменную среды с именем TempFolders и указав путь к папке, которая будет использоваться (например,E:\\RasterCache). При наличии прав администратора на вашем компьютере, также можно использовать ключ реестра (например, [HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\ESRI\ArcGISPro\Raster]).По умолчанию, этот инструмент использует половину доступных ядер. Если размер входных данных меньше, чем 5000 на 5000 ячеек, может использоваться меньшее число ядер. Можно задавать число используемых инструментом ядер в среде Коэффициент параллельной обработки.
Полученная сеть, либо для минимального остового дерева, либо для дополнительных связей, может быть конвертирована в сеть Network Analyst для выполнения дополнительного сетевого анализа.
См. раздел Параметры среды анализа и Spatial Analyst для получения дополнительной информации о параметрах среды геообработки, применимых к этому инструменту.
Параметры
| Подпись | Объяснение | Тип данных |
|---|---|---|
|
Входной растр или объекты регионов |
Входные регионы, которые должны быть соединены оптимальной сетью. В качестве регионов можно задать растровый или векторный набор данных. Если входными регионами являются растровые данные, регионы задаются как группы смежных ячеек, имеющих одинаковые значения. Регионы должны иметь уникальные числовые идентификаторы. Ячейки, не входящие ни в один регион, должны иметь значение NoData. Растр должен быть целочисленным, а его значения могут быть как положительными, так и отрицательными. Если входные регионы представлены в виде набора объектов, это могут быть полигоны, полилинии или точки. Полигональные регионы не могут содержать составных объектов. |
Raster Layer; Feature Layer |
|
Выходные линии оптимальных соединений |
Выходной класс полилинейных объектов, представляющий оптимальную сеть путей для соединения каждого из входных регионов. Каждый путь (или линия) имеет уникальную нумерацию, а в дополнительных полях атрибутивной таблицы хранится специфическая информация о пути. Это дополнительные поля:
Эта информация обеспечивает понимание путей в сети. Поскольку каждый путь представлен уникальной линией, в местах, где пути проходят по одному маршруту, будет находиться несколько линий. |
Feature Class |
|
Входной растр или объекты-барьеры (Дополнительный) |
Набор данных, определяющий барьеры. Барьеры могут быть определены целым числом или растром с плавающей запятой, либо точечным, линейным или полигональным объектом. |
Raster Layer; Feature Layer |
|
Входной растр стоимости (Дополнительный) |
Растр, определяющий полное сопротивление или стоимость движения в плоскости через каждую ячейку. Значение в каждом местоположении ячейки представляет собой стоимость за единицу расстояния для перемещения через ячейку. Для получения общей стоимости прохождения через ячейку, значение каждой ячейки умножается на разрешение ячейки, с учетом возможности движения по диагонали. Значения растра стоимости могут быть целыми числами или числами с плавающей точкой. Отрицательные или нулевые значения Растра стоимости недействительны, но будут рассматриваться как небольшие положительные значения стоимости. |
Raster Layer |
|
Выходные соединительные линии соседств (Дополнительный) |
Выходной класс полилинейных объектов, представляющий все пути из каждого региона до ближайших или стоимостных соседей. Каждый путь (или линия) имеет уникальную нумерацию, а в дополнительных полях атрибутивной таблицы хранится специфическая информация о пути. Это дополнительные поля:
Эта информация обеспечивает понимание путей в сети, и очень полезна для определения того, какие пути в случае необходимости нужно удалить. Поскольку каждый путь представлен уникальной линией, в местах, где пути проходят по одному маршруту, будет находиться несколько линий. |
Feature Class |
|
Метод расстояний (Дополнительный) |
Указывает, будет ли расстояние вычисляться с использованием планарного (плоская поверхность земли) или геодезического (эллипсоид) метода.
|
String |
|
Связи внутри регионов (Дополнительный) |
Определяет, будут ли пути продолжаться и соединяться внутри входных регионов.
|
String |
Параметры среды
Автоподтверждение, Размер ячейки, Метод проецирования размера ячейки, Текущая рабочая область, Выходное Z-значение по умолчанию, Экстент, Географические преобразования, Маска, Разрешение M, Допуск M, Выходное ключевое слово конфигурации, Выходная система координат, Наличие выходных значений M, Выходные данные содержат Z значения, Выходной M домен, Выходной XY домен, Выходной Z домен, Коэффициент параллельной обработки, Временная рабочая область, Растр привязки, Разрешение XY, Допуск XY, Разрешение Z, Допуск Z
Информация о лицензировании
- Basic: Требуется Spatial Analyst
- Standard: Требуется Spatial Analyst
- Advanced: Требуется Spatial Analyst