Das Werkzeug "Entfernungsakkumulation" berechnet die akkumulative Entfernung von jeder Zelle zu den Eingabequellen. Dabei werden geradlinige Entfernung, Kostenentfernung, tatsächliche Oberflächenentfernung sowie vertikale und horizontale Kostenfaktoren berücksichtigt.
Die Ausgaben sind gehostete Bilddaten-Layer.
Weitere Informationen zur Funktionsweise von "Entfernungsakkumulation"
Beispiele
Zu den Beispielszenarien für das Werkzeug zählt die Beantwortung von Fragen wie den folgenden:
- Wie lautet die Entfernung zur nächsten Stadt?
- Wie lautet die Kostenentfernung zur nächsten Straße?
- Wie lautet die Entfernung um Barrieren zur nächsten Wasserquelle?
Verwendungshinweise
"Entfernungsakkumulation" enthält Konfigurationen für Eingabe-Layer, Entfernungseinstellungen und Ergebnis-Layer.
Eingabe-Layer
Die Gruppe Eingabe-Layer enthält die folgenden Parameter:
Eingabe-Quell-Raster oder -Features gibt das Raster oder den Feature-Layer an, das bzw. der die Quellen identifizieren, zu denen die Entfernung berechnet wird.
Wenn die Eingabe ein Raster ist, muss die Eingabe aus Quellenzellen mit gültigen Werten (0 ist ein gültiger Wert) bestehen, und den restlichen Zellen muss "NoData" zugewiesen werden.
Wenn die Eingabe ein Feature-Layer ist, kann es sich um Punkte, Linien oder Polygone handeln.
Wenn die Eingabequelldaten ein Feature ist, werden die Quellenpositionen intern in ein Raster konvertiert, bevor die Analyse ausgeführt wird.
Die Auflösung des Rasters kann mithilfe der Umgebungseinstellung Zellengröße gesteuert werden. Wenn im Werkzeug keine anderen Raster angegeben sind, entspricht die Auflösung der Breite oder Höhe (der jeweils kleinere Wert) standardmäßig der Ausdehnung des Eingabe-Features im Eingabe-Raumbezug, dividiert durch 250.
Um dies zu vermeiden, können Sie die Eingabe-Features in einem Zwischenschritt direkt mit dem Werkzeug Feature in Raster konvertieren rastern und den Parameter Wertefeld festlegen. Verwenden Sie die resultierende Ausgabe anschließend als Eingabe für das Entfernungswerkzeug, das Sie verwenden möchten.
Wenn eine Quelle in einer NoData-Zelle eines der entsprechenden Eingabe-Raster liegt, wird sie in der Analyse ignoriert, sodass keine Entfernung von dieser Quelle berechnet wird.
Bei der Verwendung von Feature-Daten als Eingabequelldaten muss auf den Umgang mit der Größe der Ausgabezelle geachtet werden, wenn diese, relativ zu dem in der Eingabe vorhandenen Detail, grob ist. Bei der internen Raster-Verarbeitung wird für den Zellenzuweisungstyp die Methode "Zellenmittelpunkt" verwendet. Das bedeutet, dass Daten, die sich nicht am Zellenmittelpunkt befinden, nicht in die Zwischenausgabe der gerasterten Quellen aufgenommen und nicht in den Entfernungsberechnungen berücksichtigt werden. Wenn die Quellen beispielsweise aus einer Serie kleiner Polygone bestehen (z. B. Gebäudegrundrisse), die in Relation zur Ausgabezellengröße klein sind, kann es sein, dass nur einige an den Mittelpunkten der Ausgabe-Raster-Zellen liegen und scheinbar dazu führen, dass die meisten anderen Polygone in der Analyse nicht enthalten sind.
Um dies zu vermeiden, können Sie die Eingabe-Features in einem Zwischenschritt direkt mit dem Werkzeug Feature in Raster konvertieren rastern und den Parameter Wertefeld festlegen. Verwenden Sie die resultierende Ausgabe anschließend als Eingabe für das Entfernungswerkzeug, das Sie verwenden möchten. Alternativ können Sie eine kleine Zellengröße auswählen, damit der jeweilige Detaillierungsgrad aus den Eingabe-Features erfasst wird.
Die Gruppe Optionale Layer enthält die folgenden Parameter:
Eingabe-Barrieren-Raster oder -Features ist das Dataset, das die Barrieren definiert. Barrieren sind Hindernisse, die umgangen werden müssen. Sie können entweder als Raster oder als Feature definiert werden.
Bei einem Raster-Layer kann der Eingabetyp ganzzahlig oder mit Gleitkomma sein. Zellen, die über einen Wert (einschließlich 0) verfügen, werden als Barriere verarbeitet. Zellen, die über einen NoData-Wert verfügen, werden nicht als Barriere verarbeitet.
Bei einem Feature kann die Eingabe ein Punkt, eine Linie oder ein Polygon sein. Feature-Eingaben werden vor der Verarbeitung intern in ein Raster konvertiert.
Wenn Barrieren nur durch diagonale Zellen verbunden sind, werden sie verstärkt, damit sie undurchlässig werden.
Barrieren werden auch durch Positionen definiert, an denen NoData-Zellen in den Parametern Eingabe-Kosten-Raster, Eingabe-Oberflächen-Raster, Eingabe-Vertikal-Raster und Eingabe-Horizontal-Raster vorliegen. Wenn NoData-Zellen nur durch diagonale Zellen verbunden sind, werden sie mit zusätzlichen NoData-Zellen verstärkt, damit sie zu einer undurchlässigen Barriere werden.
Eingabe-Oberflächen-Raster ist ein Raster, das die Höhenwerte an jeder Zellenposition definiert.
Beim Übergang zwischen Zellen werden die Werte verwendet, um die tatsächliche Oberflächenentfernung zu berechnen.
Wenn der Parameter Eingabe-Oberflächen-Raster ein vertikales Koordinatensystem (VKS) aufweist, wird angenommen, dass die Werte des Oberflächen-Rasters in den Einheiten des VKS vorliegen. Wenn das Oberflächen-Raster kein VKS aufweist und die Daten projiziert werden, wird angenommen, dass die Oberflächenwerte in den linearen Einheiten des Raumbezugs vorliegen. Wenn das Oberflächen-Raster kein VKS aufweist und die Daten nicht projiziert werden, wird angenommen, dass die Oberflächenwerte in Meter vorliegen. Das endgültige Ergebnis für die Entfernungsakkumulation wird in Kosten pro linearer Einheit angezeigt – oder in linearen Einheiten, wenn keine Kosten angegeben wurden.
Eingabe-Kosten-Raster ist ein Raster, das die Impedanz oder die Kosten für eine planimetrische Bewegung durch jede Zelle definiert.
Der Wert an jeder Zellenposition stellt die Kosten pro Einheitenentfernung für die Bewegung durch die Zelle dar. Jeder Zellenpositionswert wird mit der Zellenauflösung multipliziert, und gleichzeitig werden diagonale Bewegungen ausgeglichen, um die Gesamtkosten für die Bewegung durch die Zelle zu erhalten.
Die Werte im Kosten-Raster können ganzzahlig oder mit Gleitkomma sein, sie dürfen jedoch nicht negativ oder 0 sein (negative oder keine Kosten sind nicht zulässig).
Entfernungseinstellungen
Die Gruppe Entfernungseinstellungen enthält die folgenden Parametergruppen:
Mit Entfernungsmethode wird angegeben, ob die Entfernungsberechnung mit einer planaren Methode (flache Erde) oder geodätischen Methode (Ellipsoid) erfolgen soll.
- Planar: Die Entfernungsberechnung erfolgt auf einer projizierten flachen Ebene mithilfe eines kartesischen 2D-Koordinatensystems. Dies ist das Standardverfahren.
- Geodätisch: Die Entfernungsberechnung erfolgt für das Ellipsoid. Unabhängig von der Eingabe- oder Ausgabeprojektion ändern sich die Ergebnisse nicht.
Die Gruppe Vertikale Bewegung enthält die folgenden Parameter:
Eingabe-Vertikal-Raster ist ein Raster, das die Z-Werte für jede Zellenposition definiert.
Die Werte werden zum Berechnen der Neigung verwendet, die zum Identifizieren des vertikalen Faktors beim Übergang von einer Zelle zur anderen dient.
Die Option Vertikaler Faktor definiert die Beziehung zwischen dem vertikalen Kostenfaktor und dem vertikalen relativen Bewegungswinkel.
Es stehen mehrere Faktoren mit Modifikatoren zur Auswahl, durch die ein definiertes Diagramm für den vertikalen Faktor festgelegt wird. Die Diagramme identifizieren den vertikalen Faktor, der zum Berechnen der Gesamtkosten für die Bewegung in eine benachbarte Zelle verwendet wird.
In den folgenden Beschreibungen definiert der VF die vertikalen Hindernisse bei der Bewegung von einer Zelle zur nächsten, und der VRMA-Modifikator identifiziert den Neigungswinkel zwischen der Zelle Von Quelle und der Zelle Zur Quelle.
Die Typen für den Parameter "Vertikaler Faktor" lauten wie folgt:
- Binär: Wenn der VRMA größer als der untere Schnittwinkel und kleiner als der obere Schnittwinkel ist, wird für den VF der dem Null-Faktor zugewiesene Wert festgelegt. Andernfalls ist dieser unendlich.
- Linear: Der VF ist eine lineare Funktion des VRMA.
- Invers linear: Der VF ist eine invers lineare Funktion des VRMA.
- Symmetrisch linear: Der VF ist eine lineare Funktion des VRMA auf der negativen oder positiven Seite des VRMA und die beiden linearen Funktionen hinsichtlich der VF-Achse bzw. Y-Achse sind symmetrisch.
- Symmetrisch invers linear: Der VF ist eine invers lineare Funktion des VRMA auf der negativen oder positiven Seite des VRMA und die beiden linearen Funktionen hinsichtlich der VF-Achse bzw. Y-Achse sind symmetrisch.
- Cos: Der VF ist die kosinusbasierte Funktion des VRMA.
- Sec: Der VF ist die sekantenbasierte Funktion des VRMA.
- Cos-Sec: Der VF ist bei einem negativen VRMA die kosinusbasierte Funktion des VRMA und bei einem positiven VRMA die sekantenbasierte Funktion des VRMA.
- Sec-Cos: Der VF ist bei einem negativen VRMA die sekantenbasierte Funktion des VRMA und bei einem positiven VRMA die kosinusbasierte Funktion des VRMA.
Die Modifikatoren für die Parametertypen des vertikalen Faktors lauten wie folgt:
- Null-Faktor: Der vertikale Faktor, der verwendet wird, wenn der VRMA 0 ist. Dieser Faktor positioniert den Y-Schnittpunkt der angegebenen Funktion. Laut Definition ist der Null-Faktor nicht auf trigonometrische vertikale Funktionen (Cos, Sec, Cos-Sec oder Sec-Cos) anwendbar. Der Y-Schnittpunkt wird von diesen Funktionen definiert.
- Niedriger Schnittwinkel: Der VRMA, unter dem der VF auf unendlich festgelegt wird
- Hoher Schnittwinkel: Der VRMA, über dem der VF auf unendlich festgelegt wird
- Neigung: Die Neigung der Geraden, die mit den Parametern Linear und Invers linear verwendet wird. Die Neigung wird als Verhältnis von Höhendifferenz zu horizontaler Distanz angegeben (z. B. ist eine 45-Grad-Neigung 1/45 und wird als 0,02222 eingegeben).
Die Standardwerte für die Modifikatoren des vertikalen Faktors lauten folgendermaßen:
Funktion Null-Faktor Tiefer Schnittwinkel Hoher Schnittwinkel Neigung Potenz Cos-Potenz Sec-Potenz Binär
1
-30
30
N. z.
N. z.
N. z.
N. z.
Linear
1
-90
90
1.111E-02
N. z.
N. z.
N. z.
Invers Linear
1
-45
45
-2.222E-02
N. z.
N. z.
N. z.
Symmetrisch Linear
1
-90
90
1.111E-02
N. z.
N. z.
N. z.
Symmetrisch Invers Linear
1
-45
45
-2.222E-02
N. z.
N. z.
N. z.
Cos
N. z.
-90
90
N. z.
1
N. z.
N. z.
Sec
N. z.
-90
90
N. z.
1
N. z.
N. z.
Cos - Sec
N. z.
-90
90
N. z.
N. z.
1
1
Sec - Cos
N. z.
-90
90
N. z.
N. z.
1
1
Die Gruppe Horizontale Bewegung enthält die folgenden Parameter:
Eingabe-Horizontal-Raster ist ein Raster, das die horizontale Richtung an jeder Zelle definiert.
Die Werte in dem Raster müssen ganzzahlig zwischen 0 und 360 Grad sein. Dabei steht 0 Grad für Norden (am Bildschirm oben), und der Winkel nimmt im Uhrzeigersinn zu. Ebenen Flächen sollte der Wert -1 zugewiesen werden. Beim Übergang von einer Zelle zu einer benachbarten Zelle werden die Werte an jeder Position zusammen mit dem Wert Horizontaler Faktor verwendet, um die anfallenden horizontalen Kosten zu bestimmen.
Die Option Horizontaler Faktor definiert die Beziehung zwischen dem horizontalen Kostenfaktor und dem horizontalen relativen Bewegungswinkel.
Es stehen mehrere Faktoren mit Modifikatoren zur Auswahl, durch die ein definiertes Diagramm für den horizontalen Faktor festgelegt wird. Die Diagramme identifizieren den horizontalen Faktor, der zum Berechnen der Gesamtkosten für die Bewegung in eine benachbarte Zelle verwendet wird.
In den folgenden Beschreibungen definiert der horizontale Faktor (HF) die horizontalen Hindernisse bei der Bewegung von einer Zelle zur nächsten, und der horizontale relative Bewegungswinkel (HRMA) identifiziert den Winkel zwischen der horizontalen Richtung von einer Zelle und der Bewegungsrichtung.
Die Typen für den Parameter "Horizontaler Faktor" lauten wie folgt:
- Binär: Wenn der HRMA kleiner ist als der Schnittwinkel, wird für den HF der dem Null-Faktor zugewiesene Wert festgelegt. Andernfalls ist dieser unendlich.
- Vorwärts: Nur Vorwärtsbewegungen sind zulässig. Der HRMA muss größer als oder gleich 0 Grad und kleiner als 90 Grad sein (0 <= HRMA < 90). Wenn der HRMA größer als 0 und kleiner als 45 Grad ist, wird als HF für die Zelle der dem Null-Faktor zugewiesene Wert festgelegt. Wenn der HRMA größer als oder gleich 45 Grad ist, wird der Wert des Seitenwert-Modifikators verwendet. Der HF für einen HRMA, der größer als oder gleich 90 Grad ist, wird auf unendlich festgelegt.
- Linear: Der HF ist eine lineare Funktion des HRMA.
- Invers linear: Der HF ist eine invers lineare Funktion des HRMA.
Die Modifikatoren für die Parametertypen des horizontalen Faktors lauten wie folgt:
- Null-Faktor: Der horizontale Faktor, der verwendet wird, wenn der HRMA 0 ist. Dieser Faktor positioniert den Y-Schnittpunkt für alle Funktionen für den horizontalen Faktor.
- Schnittwinkel: Der HRMA, ab dem der HF auf unendlich festgelegt wird.
- Neigung: Die Neigung der Geraden, die mit den Schlüsselwörtern Linear und Invers Linear für den horizontalen Faktor verwendet wird. Die Neigung wird als Verhältnis von Höhendifferenz zu horizontaler Distanz angegeben (z. B. ist eine 45-Grad-Neigung 1/45 und wird als 0,02222 eingegeben).
- Seitenfaktor: Der HF, wenn der HRMA größer als oder gleich 45 Grad und kleiner als 90 Grad ist und wenn das Schlüsselwort Vorwärts für den horizontalen Faktor angegeben wird.
Die Standardwerte für die Modifikatoren des horizontalen Faktors lauten folgendermaßen:
Funktion Null-Faktor Schnittwinkel Neigung Seitenfaktor Binär
1
45
N. z.
N. z.
Vorwärts
0.5
N. z.
N. z.
1
Linear
0.5
181
1.111E-02
N. z.
Invers Linear
2
180
-1.111E-02
N. z.
Die Gruppe Quelleneigenschaften enthält die folgenden Parameter.
Wenn einer der Werte unter Quelleneigenschaften anhand eines Feldes festgelegt wird, wird die Quelleneigenschaft je nach Quelle und entsprechend den Informationen, die in diesem Feld für die Quelldaten angegeben sind, angewendet. Wenn ein Schlüsselwort oder ein konstanter Wert angegeben ist, wird er auf alle Quellen angewendet.
Initiale Akkumulation sind die anfänglichen akkumulativen Kosten zum Beginn der Kostenberechnung.
Wenn ein Wert für Initiale Akkumulation festgelegt ist, werden die Quellenpositionen der Ausgabe-Kostenentfernungsoberfläche auf den Wert von Initiale Akkumulation festgelegt. Andernfalls werden die Quellenpositionen der Ausgabe-Kostenentfernungsoberfläche auf 0 festgelegt.
Die Werte müssen größer gleich 0 sein. Die Standardeinstellung ist 0.
Maximale Akkumulation ist die maximale Akkumulation für den Reisenden für eine Quelle.
Die Kostenberechnungen werden für jede Quelle fortgesetzt, bis die angegebene Akkumulation erreicht ist.
Die Werte müssen größer als Null sein. Die Standardakkumulation reicht bis zur Kante des Ausgabe-Rasters.
Kostenmultiplikator ist ein Multiplikator zum Anwenden der Kostenwerte.
Dieser ermöglicht die Steuerung des Reisemodus oder der Magnitude an einer Quelle. Je größer der Multiplikator, desto höher sind die Kosten, um sich von einer Zelle zur anderen zu bewegen.
Die Werte müssen größer als Null sein. Die Standardeinstellung ist 1.
Reiserichtung gibt die Richtung des Reisenden an, wenn horizontale und vertikale Faktoren angewendet werden.
Von Quelle: Der horizontale Faktor und der vertikale Faktor werden beginnend an der Eingabequelle angewendet und in Richtung Nicht-Quellenzellen fortgesetzt. Dies ist die Standardeinstellung.
Zur Quelle: Der horizontale Faktor und der vertikale Faktor werden beginnend an jeder Nicht-Quellenzelle angewendet und zurück in Richtung Eingabequelle fortgesetzt.
Geben Sie das Schlüsselwort Von Quelle bzw. Zur Quelle an, das auf alle Quellen angewendet wird. Alternativ können Sie in den Quelldaten ein Feld mit den Schlüsselwörtern festlegen, um die Reiserichtung für jede Quelle festzulegen. Dieses Feld muss die Zeichenfolge FROM_SOURCE oder TO_SOURCE enthalten.
Ergebnis-Layer
Die Gruppe Ergebnis-Layer enthält die folgenden Parameter:
Name des Ausgabe-Entfernungsakkumulations-Rasters ist der Name des Ausgabe-Rasters, das die akkumulative Entfernung jeder Zelle zu oder von der kostengünstigsten Quelle enthält.
Der Name muss eindeutig sein. Wenn in der Organisation bereits ein Layer mit dem gleichen Namen vorhanden ist, tritt ein Fehler auf, und Sie werden aufgefordert, einen anderen Namen zu verwenden.
Die Gruppe Optionale Layer enthält die folgenden Parameter:
- Name des Ausgabe-Gegenrichtungs-Rasters ist der Name des optionalen Ausgabe-Rasters, das die berechnete Richtung in Grad enthält.
- Name des Ausgabe-Quellenrichtungs-Rasters ist der Name des optionalen Ausgabe-Rasters, das die Richtung der Quellenzelle mit den geringsten akkumulierten Kosten als Azimut in Grad angibt.
- Name des Ausgabe-Quellenpositions-Rasters ist der Name des optionalen Ausgabe-Rasters, das die Quellenpositionen als Multiband-Ausgabe definiert.
Die Namen der einzelnen optionalen Ausgaben müssen eindeutig sein. Wenn in der Organisation bereits ein Layer mit dem gleichen Namen vorhanden ist, tritt ein Fehler auf, und Sie werden aufgefordert, einen anderen Namen zu verwenden.
- In Ordner speichern gibt den Namen eines Ordners in Eigene Inhalte an, in dem das Ergebnis gespeichert wird.
Umgebungen
Umgebungseinstellungen für die Analyse sind zusätzliche Parameter, mit denen die Ergebnisse eines Werkzeugs beeinflusst werden können. Sie können über die Parametergruppe Umgebungseinstellungen auf die Umgebungseinstellungen des Werkzeugs für die Analyse zugreifen.
Dieses Werkzeug berücksichtigt die folgenden Analyseumgebungen:
- Zellengröße
- Verarbeitungsausdehnung
Hinweis:
Die standardmäßige Verarbeitungsausdehnung in Map Viewer ist Volle Ausdehnung. Diese Standardeinstellung unterscheidet sich von Map Viewer Classic, wo Aktuelle Kartenausdehnung verwenden standardmäßig aktiviert ist.
- Maske
- Ausgabe-Koordinatensystem
- Fang-Raster
- Faktor für parallele Verarbeitung
Ausgaben
Das Werkzeug umfasst die folgenden Ausgaben:
Der Layer Ausgabe-Entfernungsakkumulations-Raster erfasst die akkumulierte Entfernung für die einzelnen Zellen von oder zur kostengünstigsten Quelle.
Dieses Raster ist vom Typ Gleitkomma.
Der Layer Name des Ausgabe-Gegenrichtungs-Rasters erfasst die berechnete Gegenrichtung in Grad. Die Richtung identifiziert die nächste Zelle entlang der kürzesten Route zurück zur nächstgelegenen Quelle, wobei Barrieren vermieden werden.
Der Wertebereich reicht von 0 Grad bis 360 Grad, wobei 0 Grad für die Quellenzellen reserviert ist. In östlicher Richtung (rechts) befindet sich der 90-Grad-Winkel, und die Werte nehmen im Uhrzeigersinn zu (180 Grad ist Süden, 270 Grad ist Westen und 360 Grad ist Norden).
Dieses Raster ist vom Typ Gleitkomma.
-
Der Layer Name des Ausgabe-Quellenrichtungs-Rasters definiert die Richtung der Quellenzelle mit den geringsten akkumulativen Kosten als Azimut in Grad.
Der Wertebereich reicht von 0 Grad bis 360 Grad, wobei 0 Grad für die Quellenzellen reserviert ist. In östlicher Richtung (rechts) befindet sich der 90-Grad-Winkel, und die Werte nehmen im Uhrzeigersinn zu (180 Grad ist Süden, 270 Grad ist Westen und 360 Grad ist Norden).
Dieses Raster ist vom Typ Gleitkomma.
Der Layer Name des Ausgabe-Quellenpositions-Rasters definiert die Quellenpositionen als Multiband-Ausgabe. Das erste Band enthält einen Zeilenindex, und das zweite Band enthält einen Spaltenindex.
Diese Indizes geben die Position der Quellenzelle an, deren Entfernung die geringsten akkumulativen Kosten aufweist.
Anforderungen für die Verwendung
Für dieses Werkzeug werden folgende Lizenzen und Konfigurationen benötigt:
- Benutzertyp Creator oder GIS Professional
- Publisher- oder Administratorrolle oder eine entsprechende benutzerdefinierte Rolle
- Verfügbar, wenn die Organisation für Rasteranalysen mit einer Premiumfunktion-Lizenz konfiguriert ist
Referenzen
- Douglas, D. "Least-cost Path in GIS Using an Accumulated Cost Surface and Slopelines", Cartographica: The International Journal for Geographic Information and Geovisualization, 1994, Bd. 31, Nr. 3, DOI: 10.3138/D327-0323-2JUT-016M
- Goodchild, M.F. "An evaluation of lattice solutions to the problem of corridor location", Environment and Planning A: Economy and Space, 1977, Bd. 9, S. 727–738
- Sethian, J.A. "Level Set Methods and Fast Marching Methods", Evolving Interfaces in Computational Geometry, Fluid Mechanics, Computer Vision, and Materials Science, Cambridge University Press, 2. Ausgabe, 1999
- Warntz, W. "Transportation, Social Physics, and the Law Of Refraction", The Professional Geographer, 1957, Bd. 9, Nr. 4, S. 2–7.
- Zhao, H. "A fast sweeping method for Eikonal equations", Mathematics of Computation, 2004, Bd. 74, Nr. 250, S. 603–627
Ressourcen
Weitere Informationen finden Sie in den folgenden Quellen:
- Funktionsweise von "Entfernungsakkumulation"
- Distance Accumulation in ArcGIS REST API
- distance_accumulation in ArcGIS API for Python
- Entfernungsakkumulation in ArcGIS Pro mit der Erweiterung Raster Analysis
- Entfernungsakkumulation in ArcGIS Pro mit der Erweiterung Spatial Analyst