Построить матрицу пространственных весов (Инструменты Пространственная статистика)

Краткая информация

Создает файл матрицы пространственных весов (.swm) для отображения пространственных отношений между объектами в наборе данных.

Более подробно о моделировании пространственных отношений

Иллюстрация

Показаны соседства смежности полигонов первого порядка.

Использование

• Выходные данные этого инструмента – файл матрицы пространственных весов (.swm). Инструменты, которые требуют от вас указания типа окрестности (иногда называемые Определение пространственных взаимоотношений), такие как Анализ горячих точек и Бивариантная пространственная связь (L-статистика Ли), позволят определить соседей и веса, используя файл матрицы пространственных весов. Использование файла полезно, когда вы планируете выполнить несколько анализов с одинаковыми объектами (например, для больниц или округов США) или когда вы собираетесь поделиться результатами с другими пользователями.

• Сообщения включают отчет о файле матрицы пространственных весов, который отображает количество объектов, связность, а также минимальное, максимальное и среднее количество соседей.

• Для анализа пространства/времени выберите опцию Пространственно-временное окно для параметра Тип окрестности. Пространство задается значением Порогового расстояния; время задается значением Поле даты/времени, а также двумя значениями: Тип даты/времени (например, часы или дни) и Значение интервала даты/времени. Значение параметра Значение интервала даты/времени должно быть целым числом. Например, если ввести пороговое расстояние в 1000 футов, выбрать опцию Часы и задать для Значение интервала даты/времени значение 3, то соседями будут считаться объекты, расположенные один от другого в пределах 1000 футов и 3-х часов.

• Для повышения быстродействия системы файл создается в двоичном формате. Отношения между пространственными объектами хранятся в виде разреженной матрицы, при этом в файл .swm записываются только ненулевые отношения. При очень большом количестве отношений (обычно это десятки или сотни миллионов отношений окрестности) могут возникать ошибки памяти. В этом случае используйте различные опции, чтобы уменьшить количество соседей для каждого объекта (например, уменьшить пороговое расстояние).

• Совпадающие точки не используются в вычислении Порогового расстояния по умолчанию.

• При использовании данных с координатами, включающими z-значения, единственными опциями, поддерживаемыми параметром Тип окрестности, являются Обратное расстояние, Фиксированное расстояние, К ближайших соседей и Пространственно-временное окно.

• Если Входной класс пространственных объектов содержит z-значения, линейные единицы измерения вертикальной системы координат (VCS) должны совпадать с линейными единицами измерения горизонтальный системы координат. Если входные объекты не имеют VCS, предполагается, что линейные вертикальные единицы измерения совпадают с горизонтальными.

• Когда входные объекты не имеют проекции (т.е. когда координаты заданы в градусах широты и долготы), или когда в качестве выходной системы координат используется географическая система координат, расстояния будут рассчитываться с помощью хордовых расстояний. Используются хордовые расстояния, поскольку они могут быть быстро вычислены и дают очень хорошие оценки истинных геодезических расстояний, примерно до 30 градусов. Для любых двух точек на сфероиде хордовым расстоянием между ними будет длина прямой линии, проходящей через трехмерное тело Земли и соединяющей эти две точки. Хордовые расстояния выражаются в метрах.

  Внимание:

  Проецируйте данные, если экстент области исследования превышает 30 градусов. Хордовые расстояния не обеспечивают точных оценок геодезических расстояний, превышающих 30 градусов.

• Когда при анализе используются хордовые расстояния, пороговое расстояние должно быть указано в метрах.

• Для линейных или полигональных объектов, при расчете расстояний используются центроиды. Для мультиточек, полилиний или полигонов, состоящих их нескольких частей, центроид вычисляется с использованием средневзвешенного центра всех частей объекта. При определении весов точечные объекты имеют равный вес (1). Для линейных объектов это длина сегмента. Для полигональных – площадь.

• Значение параметра Поле уникального ID связано с отношениями объектов, полученными в результате работы данного инструмента. Следовательно, значения поля уникального ID должны быть уникальными для каждого объекта и, как правило, должно хранится в постоянном поле, которое не меняется в классе объектов. Если у вас нет поля уникального ID, его можно создать, добавив новое целочисленное поле (Добавить поле) к классу объектов и вычислив значения поля равным полю FID или OBJECTID (Вычислить поле). Поскольку значения полей FID и OBJECTID могут изменяться при копировании и редактировании класса объектов, рекомендуется не использовать эти поля в качестве поля уникального ID.

• Параметр Число соседей может перевесить параметр Пороговое расстояние для типов окрестностей с обратным или фиксированным расстоянием. Например, если вы зададите пороговое расстояние в 10 миль и значение 3 для параметра Число соседей, то каждый из объектов будут иметь минимум по три соседа, даже если для того, чтобы найти их, пришлось бы увеличить пороговое расстояние. Пороговое расстояние увеличивается только в тех случаях, где минимальное число соседей не найдено.

• Опция Конвертировать таблицу для параметра Тип окрестности может быть использована для конвертации ASCII-файла матрицы пространственных весов в SWM-файл матрицы пространственных весов. Сначала переместите ASCII-файл с весами в форматированную таблицу (например, используя Microsoft Excel).

• Для полигональных объектов рекомендуется отметить параметр Стандартизация строк. Стандартизация строк нивелирует отклонение в ситуациях, когда число соседей каждого объекта является функцией агрегирования или выборки, нежели отражением реального пространственного распределения анализируемой переменной.

• Раздел справки Моделирование пространственных отношений предоставляет дополнительную информацию о параметрах этого инструмента.

• Инструменты, которые могут использовать файл матрицы пространственных весов, перед анализом проецируют объекты в выходную систему координат, поэтому все математические вычисления основаны на выходной системе координат. Как следствие, если выходная система координат не соответствует пространственной привязке входного класса объектов, следует выполнить одно из двух: либо сделать так, чтобы для всех операций анализа, использующих файл матрицы пространственных весов, выходная система координат соответствовала тем настройкам, которые применялись при создании этого файла; либо проецировать входной класс объектов так, чтобы он соответствовал пространственной привязке файла матрицы пространственных весов.

  Внимание:

  При использовании шейп-файлов, помните, что в них нельзя хранить пустые (null) значения. Инструменты или другие процедуры, создающие шейп-файлы из прочих входных данных, могут хранить значения NULL в виде 0 или оперировать ими как нулем. В некоторых случаях нули в шейп-файлах хранятся как очень маленькие отрицательные числа. Это может привести к неожиданным результатам. Дополнительные сведения см. в разделе Рекомендации по геообработке выходных данных шейп-файла.

Параметры

• Dialog
• Python

Подпись	Объяснение	Тип данных
Входные объекты	Объекты, для которых будут созданы пространственные отношения объектов.	Feature Class
Поле уникального ID	Целочисленное поле, содержащее разные значения для каждого объекта во входном классе объектов. Если у вас нет поля Уникального ID, вы можете создать его путем добавления нового целочисленного поля в таблицу класса объектов и вычислив значения этого поля, чтобы они были бы равны значениям из поля FID или OBJECTID.	Field
Выходной файл матрицы пространственных весов	Полный путь к выходному файлу матрицы пространственных весов (.swm).	File
Тип окрестности	Задает способ определения соседей каждого объекта. Обратное расстояние–Влияние одного объекта на другой будет уменьшаться с увеличением расстояния. Фиксированное расстояние–Все объекты в пределах указанного критического расстояния от каждого объекта будут включены в анализ. Все объекты вне критического расстояния – будут исключены. K ближайших соседей–Ближайшие K объектов включаются в анализ, где K — определенный числовой параметр. Только совпадающие ребра–Соседями будут считаться полигональные объекты, имеющие общую границу. Углы соприкасающихся ребер–Соседями будут считаться полигональные объекты, имеющие общую границу и/или общий узел. Триангуляция Делоне–На основе центроидов объектов будет создана сеть неперекрывающихся треугольников; соседями будут считаться объекты, связанные с узлами треугольников, имеющих общие ребра. Пространственно-временное окно–Соседями будут считаться объекты, расположенные друг от друга в пределах указанного критического расстояния и в указанном временном интервале. Конвертировать таблицу–Пространственные отношения будут определены в таблице.	String
Метод расстояний (Дополнительный)	Определяет, как рассчитываются расстояния от одного объекта до соседнего объекта. Евклидово–Расстояние между двумя точками будет вычислено по прямой линии (как ворона летает). Используется по умолчанию. Манхэттенское–Расстояние между двумя точками, измеренное вдоль осей (например, городских кварталов) будет рассчитываться суммированием абсолютных разностей между координатами х и у.	String
Экспонента (Дополнительный)	Значение для расчета обратного расстояния. Типичные значения – 1 или 2.	Double
Пороговое расстояние (Дополнительный)	Пороговое расстояние для опций параметра Тип окрестности Обратное расстояние и Фиксированное расстояние. Введите это значение, используя единицы, определенные во входящей системе координат. Задает размер пространственного окна для опции Пространственно-временное окно. Когда этот параметр остается пустым, пороговое значение по умолчанию будет вычислено исходя из экстента и количества объектов во выходном классе объектов. Нулевое значение обратного расстояния пространственных отношений указывает, что пороговое расстояние не будет применяться, и все объекты будут соседями со всеми остальными объектами.	Double
Число соседей (Дополнительный)	Целое число, показывающее или минимально или точное количество соседей. Когда параметр Тип окрестности установлен на K ближайших соседей, каждый объект будет иметь указанное количество соседей. Для опций Обратное расстояние и Фиксированное расстояние каждый объект будет иметь как минимум это количество соседей (чтобы обеспечить это количество соседей, при необходимости пороговое расстояние будет временно увеличено). Когда выбрана опция Только совпадающие ребра или Совпадающие ребра и углы, каждому полигону будет назначено это минимальное количество соседей. Для полигонов с меньшим числом соседей, чем число соседей со смежными границами, дополнительное количество соседей определяется по принципу близости центроидов объектов. Для K ближайших соседей значение по умолчанию равно 8. Для всех остальных типов окрестностей значение по умолчанию равно 0. Это значение не включает в себя фокальные объекты, поэтому, если они будут включены, количество соседей будет на единицу больше, чем указанное значение.	Long
Стандартизация строк (Дополнительный)	Указывает, будут ли пространственные веса стандартизированы по строкам. Нормализация ряда рекомендуется, независимо от того, распределены ли объекты потенциально предвзято в зависимости от дизайна примера или от установленной схемы агрегации. Отмечено–Пространственные веса будут нормализованы по ряду. Каждый вес будет делиться на сумму его ряда. Используется по умолчанию. Не отмечено–Нормализация ряда пространственных весов не будет применяться.	Boolean
Входная таблица (Дополнительный)	Таблица, содержащая числовые значения весов между парами соседей при преобразовании таблицы в матрицу пространственных весов. Обязательными полями для таблицы являются имя поля уникального ID, NID (идентификатор соседа) и WEIGHT.	Table
Поле даты/времени (Дополнительный)	Поле даты с отметкой времени для каждого объекта.	Field
Тип интервала даты/времени (Дополнительный)	Задает единицы измерения времени. Секунды–Единицами измерения будут секунды. Минуты–Единицами измерения будут минуты. Часы–Единицами измерения будут часы. Дни–Единицами измерения будут дни. Недели–Единицами измерения будут недели. Месяцы–Единицей измерения будет 30 дней. Годы–Единицами измерения будут годы.	String
Значение интервала даты/времени (Дополнительный)	Целочисленное значение количества единиц измерения времени, составляющее временной диапазон. Например, если выбрано Часы для параметра Тип интервала даты/времени, и задано значение равное 3, временное окно составит 3 часа. Объекты, попадающие в указанное временное окно и в указанное пространственное окно, будут считаться соседями.	Long
Использовать Z-значения (Дополнительный)	Определяет, будут ли использоваться z-координаты при построении матрицы пространственных весов, если входные объекты имеют координату z. Отмечено–Z-значения будут использоваться в построении матрицы пространственных весов. Не отмечено–Z-значения не будут использоваться. Они будут проигнорированы, а в построении матрицы пространственных весов будут использоваться только координаты x и y. Используется по умолчанию.	Boolean
Порядок примыкания (Дополнительный)	Порядок примыкания полигонов. Порядок — это количество шагов, которое потребовалось бы для перехода от фокального полигона к его соседям. Значение по умолчанию равно 1, это означает, что соседними будут считаться только непосредственные соседи фокального полигона (те, до которых можно добраться за один шаг). Второй порядок означает, что все полигоны, до которых можно добраться за один или два шага (соседи первого порядка и все их соседи первого порядка), будут соседями. Это значение должно быть в диапазоне от 1 до 10; однако, как правило, рекомендуется использовать значения от 1 до 3.	Long
Включить фокальный объект	Указывает, будет ли каждый объект считаться соседним самому себе. Отмечено–Каждый объект будет считаться соседним самому себе. Не отмечено–Каждый объект не будет считаться соседним самому себе. Используется по умолчанию.	Boolean
Метод взвешивания (Дополнительный)	Определяет метод взвешивания, который будет использоваться для определения пространственных весов соседей вокруг каждого фокального объекта. Невзвешенный–Соседи не будут иметь веса. Используется по умолчанию. Биквадратное ядро–Соседи будут взвешены с использованием биквадратного ядра. Гауссово ядро–Соседи будут взвешены с использованием Гауссова ядра. Треугольное ядро–Соседи будут взвешены с использованием треугольного ядра. Ядро Епанечникова (квадратическое)–Соседи будут взвешены с использованием квадратического ядра. Значения полей–Соседи будут взвешены по значениям поля. Длина общей границы–Соседи будут взвешены по длине их общей границы с фокальным объектом.	String
Тип кернфункции (Дополнительный)	Определяет, будет ли ширина полосы ядра представлять собой фиксированное расстояние, разделяемое между всеми объектами, или каждый объект будет использовать свою (адаптивную) ширину полосы. Этот параметр применяется только к типу окрестностей k ближайших соседей. Фиксированное расстояние–Каждый объект будет использовать одну и ту же ширину полосы ядра. Это значение указано в параметре ширины полосы ядра. Адаптивное–Каждый объект будет использовать отличную от других (адаптивную) ширину полосы ядра. Используется по умолчанию.	String
Количество адаптивных ядер соседей (Дополнительный)	Для ширины полосы адаптивного ядра указывает количество соседей, которые будут использоваться для определения адаптивного ядра. Например, значение 10 означает, что ширина полосы для каждого объекта будет равна расстоянию до его десятого соседа. Значение по умолчанию — это количество соседей плюс один. Использование значения на один больше, чем количество соседей, гарантирует, что каждый сосед по умолчанию получит ненулевой вес.	Long
Ширина полосы ядра (Дополнительный)	Растояние ширины ядра. Если значение не указано, оно будет рассчитано в процессе обработки и включено в сообщение о геообработке.	Linear Unit
Поле веса (Дополнительный)	Поле, содержащее значения веса для каждого объекта, которые будут использоваться при взвешивании по значениям поля. Все значения должны быть больше нуля, и для значений полей всегда будет выполняться стандартизация строк.	Field

Параметры среды

Текущая рабочая область, Временная рабочая область, Выходная система координат, Географические преобразования

Особые случаи

Выходная система координат

Feature geometry is projected to the output coordinate system prior to analysis, so values entered for the Threshold Distance parameter should match those specified in the output coordinate system. All mathematical computations are based on the spatial reference of the output coordinate system. When the output coordinate system is based on degrees, minutes, and seconds, geodesic distances are estimated using chordal distances in meters.

Информация о лицензировании

• Basic: Да
• Standard: Да
• Advanced: Да

Связанные разделы

• Обзор группы инструментов Моделирование пространственных отношений
• Поиск инструмента геообработки
• Как работает Географически взвешенная регрессия (ГВР)
• Пространственная автокорреляция (Глобальный индекс Морана I)
• Кластеризация в высокими/низкими значениями (Getis-Ord General G)
• Анализ кластеров и выбросов (Anselin Локальный индекс Морана I)
• Анализ горячих точек (Getis-Ord Gi*)
• Анализ группировки
• Пространственные веса
• Моделирование пространственных отношений
• [Как работает инструмент Построить матрицу пространственных весов для сети (learnmoreupdatedgeneratenetworkswm.md)