Die Auswirkungen des unteren und oberen Grenzwertes auf die Ausgabewerte für "Erneut skalieren nach Funktion"

Mit der Spatial Analyst-Lizenz verfügbar.

Im Werkzeug Erneut skalieren nach Funktion wird die Transformationsfunktion auf die Eingabewerte zwischen (und einschließlich) dem angegebenen unteren und oberen Grenzwert angewendet. Abhängig vom festgelegten unteren und oberen Grenzwert im Verhältnis zu den Eingabe-Raster-Werten können sehr verschiedene Ergebnisse auftreten. Beim Festlegen des unteren und oberen Grenzwertes für die Eingabewerte gibt es drei allgemeine Anwendungsfälle:

  1. Der untere und obere Grenzwert sind identisch mit den niedrigsten und höchsten Eingabewerten (datenabhängig).

    Allgemeiner Anwendungsfall: Bestimmen der relativen Eignung der Zellen für Rotwild innerhalb eines Datasets.

  2. Der untere Grenzwert ist höher als der niedrigste Eingabewert oder der obere Grenzwert ist niedriger als der höchste Eingabewert (die Grenzwerte befinden sich innerhalb des Datenbereichs).

    Allgemeiner Anwendungsfall: Bestimmen der relativen Eignung der Zellen für Rotwild innerhalb eines Datasets, das Werte enthält, die nicht geeignete Lebensräume für Rotwild darstellen.

  3. Der untere Grenzwert ist niedriger als der niedrigste Eingabewert oder der obere Grenzwert ist höher als der höchste Eingabewert (datenunabhängig).

    Allgemeiner Anwendungsfall: Bestimmen der relativen Eignung der Zellen für Rotwild in einem Dataset relativ zu einem größeren Rotwildbestand, der inner- und außerhalb des Untersuchungsgebiets lebt.

Szenarien für das Anwenden des unteren und oberen Grenzwertes

In der folgenden Tabelle werden fünf Szenarien für das Anwenden der drei obengenannten allgemeinen Anwendungsfälle auf eine monotone (kontinuierlich steigend oder fallend) und eine nicht monotone (mehrere Spitzenwerte in der Funktion) Transformationsfunktion zusammengefasst. In den ersten vier Szenarien werden die Standardparameterwerte mit einem zunehmenden Auswertungsmaßstab verwendet. In Szenario 5 werden bestimmte formbestimmende Parameter und Grenzwertparameter definiert.

SzenarioEffekt

Monoton (Im Beispiel wird eine Potenzfunktion verwendet)

1) Als unterer und oberer Grenzwert ist das Minimum und Maximum des Eingabe-Rasters festgelegt.

Der minimale Eingabewert wird dem Wert Von-Maßstab zugewiesen und das Maximum dem Bis-Maßstab, wobei alle anderen Eingabewerte den entsprechenden Auswertungswerten zwischen den Grenzwerten zugewiesen werden.

2) Der untere und obere Grenzwert liegt innerhalb des Wertbereichs des Eingabe-Rasters.

Die Unterer Grenzwert entsprechenden Eingabewerte sind dem Von-Maßstab zugewiesen. Oberer Grenzwert entsprechende Eingabewerte sind dem Bis-Maßstab zugewiesen, wobei alle anderen Eingabewerte den entsprechenden Auswertungswerten zwischen den Grenzwerten zugewiesen sind. Für unter Unterer Grenzwert liegende Eingabewerte ist Wert unter Grenzwert festgelegt, und für Werte, die höher als Oberer Grenzwert sind, ist Wert über Grenzwert festgelegt.

3) Der untere Grenzwert ist niedriger als das Minimum des Eingabe-Rasters oder der obere Grenzwert ist höher als der maximale Eingabewert.

Der Wert Unterer Grenzwert wird dem Wert Von-Maßstab zugewiesen und Oberer Grenzwert dem Bis-Maßstab, wobei alle anderen Werte den entsprechenden Auswertungswerten zwischen den Grenzwerten zugewiesen werden. Da alle Eingabewerte höher als der untere Grenzwert oder niedriger als der obere Grenzwert sind, kann es keine Ausgabewerte geben, die den Auswertungswerten des Von- und Bis-Maßstabs im Ausgabe-Raster entsprechen.

Nicht monoton (Im Beispiel wird eine Gauß'sche Funktion verwendet)

4) Als unterer und oberer Grenzwert ist das Minimum und Maximum des Eingabe-Rasters festgelegt.

Der minimale und maximale Eingabewert wird dem Wert Von-Maßstab zugewiesen und der Mittelpunkt dem Bis-Maßstab, wobei alle anderen Eingabewerte den entsprechenden Auswertungswerten zwischen den Grenzwerten zugewiesen werden.

5) Als unterer und oberer Grenzwert ist eine Seite der Funktionskurve festgelegt.

Die Unterer Grenzwert entsprechenden Eingabewerte sind dem Bis-Maßstab zugewiesen. Oberer Grenzwert entsprechende Eingabewerte sind dem Von-Maßstab zugewiesen, wobei alle anderen Eingabewerte zwischen den Grenzwerten den entsprechenden Auswertungswerten zugewiesen sind. Für unter Unterer Grenzwert liegende Eingabewerte ist Wert unter Grenzwert festgelegt, und für Werte, die größer als Oberer Grenzwert sind, ist Wert über Grenzwert festgelegt.

Nach der Tabelle folgt eine ausführliche Erläuterung der fünf Szenarien in Form von Beispielen.

Szenario 1

Die Funktion wird mit den Standardwerten des Werkzeugs definiert. Als oberer und unterer Grenzwert wird das Minimum und Maximum des Eingabe-Datasets festgelegt. Als Beispielfunktion dient eine Postenzfunktion mit dem Exponenten 2 und einem Versatz von 2.999,065.

Kurvenbild der Potenzfunktion mit dem Minimum und Maximum des Eingabe-Datasets als Grenzwerte
Kurvenbild der Potenzfunktion mit dem Minimum und Maximum des Eingabe-Datasets als Grenzwerte

Der Wertebereich des Eingabe-Rasters liegt zwischen 3.000 und 5.000. Alle Werte im Raster werden mithilfe der Potenzfunktion transformiert. Die Funktionswerte f(x) reichen von 0 bis über 4.000.000 (bei Anwendung des Versatzes). Dieser Funktionswertebereich wird dann auf den definierten Auswertungsmaßstab von 1 bis 10 neu skaliert, wobei f(x) für 3.000 der Wert 1 auf dem Ausgabe-Raster zugeordnet wird und f(x) von 5.000 der Wert 10. In diesem Fall werden die minimalen und maximalen Eingabewerte im Ausgabe-Auswertungsmaßstab entsprechend 1 und 10 zugeordnet.

Szenario 2

Der definierte untere und obere Grenzwert liegt innerhalb des Wertebereichs des Eingabe-Rasters. Als Beispielfunktion dient eine Postenzfunktion mit dem Exponenten 2 und einem Versatz von 3.500.

Kurvenbild der Potenzfunktion mit Grenzwerten im Bereich des Minimums und Maximums des Eingabe-Datasets
Kurvenbild der Potenzfunktion mit Grenzwerten im Bereich des Minimums und Maximums des Eingabe-Datasets

Der Wertebereich des Eingabe-Rasters liegt zwischen 3.000 und 5.000. Als unterer Grenzwert ist 3.500 festgelegt und als oberer Grenzwert 4.500. Für Wert unter Grenzwert wird 1 festgelegt und für Wert über Grenzwert 10. Die Potenzfunktion wird auf Eingabewerte zwischen 3.500 und 4.500 angewendet. Der Bereich der Funktionswerte f(x) (etwa 0 bis 1.000.000) wird auf die Auswertungsskala von 1 bis 10 transformiert. Die Zellen mit einem Eingabewert von 3.500 (Unterer Grenzwert) werden auf der Ausgabe-Auswertungsskala dem Wert 1 zugewiesen und die Eingabewerte von 4.500 (Oberer Grenzwert) dem Wert 10. Alle Werte zwischen den Grenzwerten werden dem entsprechenden Wert auf dem Auswertungsmaßstab zugewiesen. Beachten Sie, dass die minimalen und maximalen Werte aus dem Eingabe-Raster keinerlei Auswirkungen auf die Werte des Ausgabe-Auswertungsmaßstabs haben. Alle Zellen mit einem Eingabewert unter 3.500 werden 1 und Eingabewerte über 4.500 werden 10 zugewiesen (die definierten Werte für die Parameter unter und über dem Grenzwert); diese Werte werden im Wertebereich der Funktion nicht berücksichtigt.

Szenario 3

Der untere oder obere Grenzwert ist höher als der Eingabedatenbereich. Als Beispielfunktion dient eine Postenzfunktion mit dem Exponenten 2 und einem Versatz von 2.000.

Kurvenbild der Potenzfunktion mit Grenzwerten unter dem Minimum und über dem Maximum des Eingabe-Datasets
Kurvenbild der Potenzfunktion mit Grenzwerten unter dem Minimum und über dem Maximum des Eingabe-Datasets

Der Wertebereich des Eingabe-Rasters liegt zwischen 3.000 und 5.000. Für Unterer Grenzwert wurde 2.000 festgelegt und für den oberen Grenzwert 6.000. Die Potenzfunktion wird auf die Werte zwischen 2.000 und 6.000 angewendet. Obwohl es keine Eingabewerte gibt, die 2.000 oder 6.000 entsprechen, werden die Funktionswerte f(x) von 2.000 und 6.000 als unterer und oberer Bereich von f(x) definiert. Der Wertebereich der Funktion wird dann auf den Auswertungsmaßstab von 1 bis 10 neu skaliert. Dem Funktionswert 2.000 (Unterer Grenzwert) wird 1 zugewiesen, da es sich hierbei um den niedrigsten Wert für f(x) handelt, und dem Funktionswert 6.000 (Oberer Grenzwert) 10. Da weder 2.000 noch 6.000 Eingabewerte zugewiesen sind, werden 1 oder 10 keine Ausgabezellen zugewiesen.

Dieses Szenario kann sich als hilfreich erweisen, wenn ein Eignungsmodell für den Lebensraum von Rotwild erstellt wird. Angenommen, das Modell soll den bevorzugten Aufenthaltsort von Rotwild in den Gebieten innerhalb des Untersuchungsgebiets relativ zum gesamten Rotwildbestand in einem größeren Gebiet darstellen. Im Untersuchungsgebiet ist der minimale Wert für das Kriterium 3.000 und der maximale Wert 5.000, für das gesamte Gebiet mit dem ganzen Rotwildbestand ist der minimale Wert jedoch 2.000 und der maximale Werte 6.000.

Szenario 4

Die Eingabewerte werden dem unteren und oberen Grenzwert (der Standardfall) für eine Funktion zugeordnet, die nicht kontinuierlich steigt oder fällt (mehrere Spitzenwerte enthält). Als Beispielfunktion dient eine Gauß'sche Funktion mit dem Mittelpunkt 4.000 und einer Spanne von 0,00000921.

Kurvenbild der Gauß'schen Funktion mit dem Minimum und Maximum des Eingabe-Datasets als Grenzwerte
Kurvenbild der Gauß'schen Funktion mit dem Minimum und Maximum des Eingabe-Datasets als Grenzwerte

Der Wertebereich des Eingabe-Rasters liegt zwischen 3.000 und 5.000. Als unterer und oberer Grenzwert wird das Minimum und Maximum des Eingabe-Datasets festgelegt. Die Gauß'sche Funktion wird auf die Eingabewerte angewendet. Die sich ergebenden Funktionswerte f(x) werden daraufhin im angegebenen Auswertungsmaßstab von 1 bis 10 platziert. Die Funktionswerte des unteren und oberen Grenzwertes sind die niedrigsten f(x) und werden dem Wert 1 auf dem Ausgabe-Auswertungsmaßstab zugewiesen. f(x) des Mittelpunktes (4.000) ist der höchste Funktionswert, ihm wird deshalb 10 zugewiesen. Beachten Sie, dass in dieser Funktion der untere und obere Grenzwert nicht 1 und 10 auf dem Auswertungsmaßstab zugewiesen werden.

Szenario 5

Szenario 5 ist ein Sonderfall. Als Beispielfunktion dient eine Gauß'sche Funktion mit dem Mittelpunkt 4.000 und einer Spanne von 0,00000921 (wie in Szenario 4).

Kurvenbild der Gauß'schen Funktion mit den Grenzwerten zwischen dem Minimum und Maximum des Eingabe-Datasets rechts neben dem Mittelpunkt
Kurvenbild der Gauß'schen Funktion mit den Grenzwerten zwischen dem Minimum und Maximum des Eingabe-Datasets rechts neben dem Mittelpunkt

Der Wertebereich des Eingabe-Rasters liegt zwischen 3.000 und 5.000. Für Wert unter Grenzwert wird 10 festgelegt und für Wert über Grenzwert 1. Als unterer und oberer Grenzwert werden Werte auf einer Seite der Gauß'schen Funktion festgelegt, 4.250 und 4.500. Der Standardmittelpunkt und die Spanne, die für die geänderten Grenzwerte festgelegt sind, werden von bestimmten Werten überschrieben (wie in Szenario 4). Entsprechend wird die angegebene Gauß'sche Funktion (die nicht auf den Bereich zwischen den Grenzwerten beschränkt bleibt) nur auf die Eingabewerte zwischen 4.250 und 4.500 angewendet. Der Bereich des Funktionswertes f(x) wird erneut auf den Auswertungsmaßstab von 1 bis 10 skaliert, wobei Unterer Grenzwert (Eingabewert 4.250) dem Wert 10 auf dem Auswertungsmaßstab zugewiesen wird und Oberer Grenzwert (Eingabewert 4.500) dem Wert 1.

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