Моделирование на базе ячеек растра

В ЭТОЙ ГЛАВЕ

Поятие анализа в Spatial Analyst

Операторы и функции Spatial Analyst

Значение Нет данных и как оно влияет на анализ

Значения и что они представляют

Среда анализа

Размер ячейки и анализ

Проекции при анализе

Одна из сильнейших сторон Spatial Analyst - это средства выполнения анализа. Spatial Analyst рассматривает пространственные данные, где каждая ячейка представляет местоположение, а связанное с ячейкой значение определяет характеристику некого явления в этой точке (см. Главу 4, Понятие растровых данных). Операторы и функции в Spatial Analyst обрабатывают значение каждой ячейки разными способами в зависимости от типа функции.

В этой главе вы изучите основные принципы моделирования на базе ячеек. Комбинируя эти принципы, вы сможете решить практически любую собственную задачу. Вы не только познакомитесь с основными принципами моделирования на базе ячеек, но и узнаете, какой информацией вам необходимо располагать для выполнения анализа. Вы узнаете, как влияют на анализ значения в растровом наборе данных, размер ячеек, значение Нет данных , проекции и экстент результата анализа. Используя эти знания, вы сможете более качественно выполнять анализ на базе ячеек.

Понятие анализа в Spatial Analyst

Проще всего понять моделирование на базе ячеек, рассмотрев его с точки зрания отдельной ячейки (точка зрения червяка) в противоположность всему растру (точка зрения птицы). Для этого представьте, что вы - ячейка растрового набора данных. Вы представляете определенное место на земной поверхности и обладаете определеннм значением. Все операторы и функции Spatial Analyst будут просить вас изменить значение (или не изменять его) в зависимости от набора правил.

Чтобы втчислить новое значение для вашей позиции с помощью любой функции или оператора Spatial Analyst, вам нужно знать три факта.

Вам нужно знать свое значение.

Вам нужно знать действие оператора или функции.

Вам нужно знать, какие еще ячейки и их значения будут

участвовать в вычислении вашего значения.

Как вы можете это узнать?

Вы автоматически знаете свое значение.

Каждый оператор и функция в Spatial Analyst по-своему работают с этим значением. Зная, какая функция или оператор применяется, вы, на основании информации, встроенной в Spatial Analyst, узнаете, что нужно сделать с вашим значением.

Некоторые функции и операторы Spatial Analyst позволяют вам вычислить свое новое значение на основании только знания этого значения (например, возведение значения в заданную сте-пень[это локальная функция]). Для выполнения других функций и операторов вам нужно знать значения в других точках в вашем растровом наборе даннгх (например, в непосредственном соседстве с вами [фокальная функция]), или учитывать местоположения и значения ячеек из других растровых наборов даннхх (зональные функции).

Давайте пройдем трехшаговхй процесс для некоторхх функций. Когда к вашему растровому набору даннгх применяется функция

Cos, чтобы получить вхходное значение для вашей ячейки, нужно знать ее текущее значение и вычислить функцию косинуса от этого значения. Если применяется фокальная функция поиска максимального значения в окрестности 3х3 ячейки (вы узнаете больше о фокальных функциях далее в этой главе), вам нужно знать свое значение и значения ближайших восьми соседей. Вы присвоите своей ячейке в вгходном растре максимальное из этих значений. Если применяется зональная функция впчисления среднего (далее вы узнаете подробнее о зональных функциях), вам нужно знать свое значение и найти среднее значение для всех ячеек, принадлежащих той же зоне, что и вы, заданной растровым набором зон. Если выполняется оператор сложения вашего растрового набора данн1х и двух других наборов, вы должна! сложить свое значение и значения ячеек из двух других растровгх наборов, расположенных там же, где ваша ячейка . Если применяется функция Расстояние по прямой, вы должны определить, насколько далеко вы находитесь от ближайшего источника (определенного в наборе данных источников), чтобы получить свое выходное значение.

Такой трехшаговый процесс происходит в каждой ячейке набора данных. Все операторы и функции раборают поячеечно, и для каждого вычисления каждой функции нужно знать значение данной ячейки, применяемое действие, и какие еще ячейки должна! бпть задействованы в втчислениях. Операторы и функции Spatial Analyst группируются в категории по типу действия, которое они производят со значениями ячеек. Вместо того, чтобы запоминать каждый оператор и функцию, вам достаточно понять, какие действия выполняются со значениями ячеек в каждой категории функций.

Для многих функций может бпть задано уточнение выполняемого действия с помощью параметров. Например, для фокальной функции может быть определен набор задействованных ячеек путем указания размера окрестности ячейки.

Операторы и функции Spatial Analyst

Функции, связанные с картографичечким моделированием на базе растров/ячеек, можно разделить на пять типов:

Работают с одной ячейкой (локальные функции)

Работают с соседними ячейками (фокальные функции)

Работают с ячейками одной зоны (зональные функции)

Работают с со всеми ячейками растра (глобальные функции)

Объединяются в серии, выполняющие определенное приложение (функции приложения)

На функции каждой из этих категорий влияют не только атрибуты, с которыми они работают, но и пространственное (геометрическое) представление данных. Например, функция сложения двух слоев (работающая без учета окружения) зависит от расположения и значения соответствующей ячейки из другого слоя. Функции, применяемые к ячейкам в окрестности или зоне, зависят от пространственной конфигурации окрестности или зоны, а также от ячеек и их значений в этой конфигурации.

Локальные функции

Локальные, или поячеечные функции втчисляют значения выходного растрового набора данных таким образом, что каждое вхходное значение является функцией от значения, связанного с определенной точкой в одном или нескольких растровхх наборах данных. То есть на выходное значение ячейки влияет только исходной значение этой ячейки, независимо от значений соседних ячеек. Пример локальнхх функций, работающих с одним набором данн1х, тригонометрические функции (например, синус), экспоненциальные и логарифмические функции.

Локальные функции, работающие с несколькими растровыми наборами даннхх - это функции, втчисляющие значения минимума, максимума, большинства и меньшинства для каждого местоположения ячейки во всех входнхх растровхх наборах данных.

Фокальные функции

Фокальные функции, или функции окрестности, создают выходной растровый набор данных, в котором значение каждой ячейки является функцией входного значения в этой точке и значений соседних ячеек в заданной окрестности. Конфигурация окрестности определяет, какие именно из ближайших к обрабатываемой ячеек будут использованы при втчислении выходного значения.