Räumliche Zuordnung zwischen Zonen (Spatial Statistics)—ArcGIS Pro

Zusammenfassung

Misst den Grad der räumlichen Zuordnung zwischen zwei Regionalisierungen desselben Untersuchungsgebiets, in dem jede Regionalisierung aus einer Reihe von Kategorien besteht, die als Zonen bezeichnet werden. Die Zuordnung zwischen den Regionalisierungen wird durch die Bereichsüberlappung zwischen den Zonen jeder Regionalisierung bestimmt. Die Zuordnung ist am höchsten, wenn jede Zone einer Regionalisierung einer Zone der anderen Regionalisierung weitgehend entspricht. Entsprechend ist die räumliche Zuordnung am geringsten, wenn die Zonen einer Regionalisierung zu einem großen Teil viele unterschiedliche Zonen in der anderen Regionalisierung überlappen. Die primäre Ausgabe des Werkzeugs enthält einen globalen Messwert der räumlichen Zuordnung der kategorischen Variablen: Eine einzelne Zahl im Bereich von 0 (keine Entsprechung) bis 1 (perfekte räumliche Ausrichtung der Zonen). Optional kann diese globale Zuordnung für bestimmte Zonen beider Regionalisierungen oder für bestimmte Kombinationen von Zonen der Regionalisierungen berechnet und visualisiert werden.

Sie können dieses Werkzeug zum Beispiel verwenden, um zwei Arten kategorischer Zonen miteinander zu vergleichen, wie beispielsweise die Getreidesorte und die Klasse der Bodenentwässerung eines landwirtschaftlichen Gebiets, um zu messen, wie genau bestimmte Getreidesorten einer bestimmten Bodenentwässerungsklasse entsprechen. Sie können dieses Werkzeug jedoch auch dazu verwenden, den Grad der Änderung derselben kategorischen Zonen über einen bestimmten Zeitraum zu messen. Beispielsweise können die Klimazonen von 1990 mit den Klimazonen im Jahr 2020 verglichen werden, um zu messen, wie stark sich die Klimazonen über drei Jahrzehnte verändert haben. Mithilfe optionaler Ausgaben können Sie bestimmen, wie sich jede einzelne Klimazone verändert hat, z. B. ob sich aride Klimazonen in Gebiete ausgedehnt haben, die zuvor semi-arid waren.

Weitere Informationen zur Funktionsweise von "Räumliche Zuordnung zwischen Zonen"

Abbildung

Es werden Beispiele für hohe und niedrige Zuordnungsgrade zwischen blauen und orangefarbenen Zonen gezeigt.

Verwendung

Die Zonen der ersten Regionalisierung werden als Eingabezonen bezeichnet, und die Zonen der zweiten Regionalisierung als Überlagerungszonen. Jede Zonengruppe kann in Form von Polygon-Features oder als Raster bereitgestellt werden, zusammen mit einem Feld, das die Kategorie der einzelnen Polygon-Features bzw. Rasterzellen angibt. Alle Features oder Zellen, die den gleichen Wert wie das kategorische Zonenfeld aufweisen, gehören derselben Zone an.
Standardmäßig besteht die Ausgabe des Werkzeugs aus drei Zahlen, die jeweils einen anderen Typ globaler Zuordnung messen. Die Werte werden als Geoverarbeitungsmeldungen angezeigt und als abgeleitete Ausgaben zurückgegeben. Diese abgeleiteten Ausgaben können in Python-Skripten als Variablen referenziert (wie im zweiten Codebeispiel unten gezeigt) oder in ModelBuilder als Eingaben für andere Werkzeuge verwendet werden. Die drei Messwerte für die Zuordnung im Einzelnen:
- Globaler Messwert der Zuordnung: Ein Messwert der allgemeinen Zuordnung zwischen den Eingabe- und Überlagerungszonen. Der Wert liegt im Bereich zwischen 0 (keine Zuordnung) und 1 (perfekte Entsprechung). Der Wert hängt nicht davon ab, bei welcher der beiden Regionalisierungen es sich um die Eingabe- und die Überlagerungszone handelt (wenn die Eingabe- und Überlagerungszonen umgekehrt werden, ändert sich dieser Wert nicht). Die Statistik wird durch den harmonischen Mittelwert der folgenden beiden globalen Zuordnungsmesswerte bestimmt.
- Globale Entsprechung der Überlagerungszonen innerhalb der Eingabezonen: Ein Messwert für die Übereinstimmung der Kategorien der Überlagerung innerhalb jeder der Eingabezonen im Bereich von 0 bis 1. Ein Wert von 1 gibt an, dass jede Eingabezone nur eine einzige Überlagerungszone enthält (perfekte Entsprechung der Zonen). Werte nahe 0 bedeuten, dass die Eingabezonen gleichmäßig auf viele Kategorien der Überlagerungszonen aufgeteilt sind (geringe Übereinstimmung mit einer einzelnen Überlagerungszone).
- Globale Entsprechung der Eingabezonen innerhalb der Überlagerungszonen: Ein Messwert für die Übereinstimmung der Kategorien der Überlagerung innerhalb jeder der Eingabezonen. Dieser Wert entspricht dem anderen Wert für die globale Entsprechung, misst jedoch die Variabilität der Eingabezonen innerhalb der Überlagerungszonen. Diese beiden Messwerte wechseln, wenn die Eingabe- und Überlagerungszonen umgekehrt werden.
Die Messwerte für die globale Entsprechung können räumlich in jeden Schnittpunkt der Eingabe- und Überlagerungszonen unterteilt werden. An jedem dieser Schnittpunkte wird die Entsprechung einer bestimmten Kombination von Eingabe- und Überlagerungszone, wie z. B. einer einzelnen Getreidesorte und einer einzelnen Bodenentwässerungsklasse, gemessen. Diese spezifischen Kombinationen können mithilfe eines der Parameter Ausgabe-Features oder Ausgabe-Raster erstellt werden, je nachdem, ob es sich bei den Zonen um Polygon-Features oder Raster handelt. Für jede dieser Ausgaben sind zwei Diagramme verfügbar. Das erste ist ein Diagramm mit nebeneinander liegenden Balken, das die Bereichsüberlappung der Überlagerungszonen innerhalb der einzelnen Eingabezonen zeigt. Das zweite Diagramm zeigt analog dazu Balkendiagramme, die die Bereichsüberlappung der Eingabezonen innerhalb der einzelnen Überlagerungszonen darstellen. Mit diesen Diagrammen können Sie untersuchen, ob eine bestimmte Zone weitgehend einer einzelnen Zone der anderen Regionalisierung entspricht, wie z. B. bei einer Entsprechung von Getreide und gut drainiertem Boden.
Diese Schnittpunkte können auch mithilfe der Parameter Entsprechung der Überlagerungszonen innerhalb der Eingabezonen bzw. Entsprechung der Eingabezonen innerhalb der Überlagerungszonen in jede der Eingabe- oder Überlagerungszonen aggregiert werden, wenn es sich bei den Eingabe- und Überlagerungszonen um Polygone handelt. Bei Rastern werden diese Aggregationen als Felder des Ausgabe-Rasters gespeichert. Diese Ausgaben ermöglichen es Ihnen, die allgemeine Übereinstimmung einer bestimmten Eingabe- oder Überlagerungszone mit allen Zonen der anderen Regionalisierung gleichzeitig zu messen. Auf diese Weise können Sie bestimmte Zonen mit einer hohen oder geringen allgemeinen Entsprechung mit der anderen Regionalisierung identifizieren. Diese Zonen können genauer untersucht werden, indem alle einzelnen Schnittpunkte der betreffenden Zone daraufhin überprüft werden, welche Zonenkombinationen für die allgemeine hohe oder geringe Entsprechung verantwortlich sind.
Im Gegensatz zu den Messwerten für die globale Zuordnung und Entsprechung weisen kleinere Werte bei den Messwerten der lokalen Entsprechung auf eine höhere Entsprechung hin. Der Mindestwert von 0 zeigt eine perfekte Entsprechung an, und die lokalen Messwerte haben keinen oberen Grenzwert, sind aber selten größer als 2.
Die Eingabe- und Überlagerungszonen müssen sich überschneiden, damit Messwerte für die Zuordnung berechnet werden können. Jede Zone einer Regionalisierung, die nicht mindestens eine Zone der anderen Regionalisierung schneidet, wird nicht in die Berechnungen einbezogen.
Weitere Informationen und mathematische Details finden Sie in der folgenden Quelle:
- Nowosad, J., Stepinski, T. F. (2018). "Spatial association between regionalizations using the information-theoretical V-measure." International Journal of Geographical Information Science. https://doi.org/10.1080/13658816.2018.1511794

Syntax

arcpy.stats.SpatialAssociationBetweenZones(input_feature_or_raster, categorical_zone_field, overlay_feature_or_raster, categorical_overlay_zone_field, {output_features}, {output_raster}, {correspondence_overlay_to_input}, {correspondence_input_to_overlay})

Parameter	Erklärung	Datentyp
input_feature_or_raster	Das Dataset, das die Zonen der ersten Regionalisierung repräsentiert. Die Zonen können mithilfe von Polygon-Features oder mit einem Raster definiert werden.	Feature Layer; Raster Layer; Image Service
categorical_zone_field	Das Feld, das die Zonenkategorie der Eingabezonen repräsentiert. Jeder Einzelwert dieses Feldes definiert eine einzelne Zone. Bei Features muss das Feld ein Ganzzahl- oder ein Textfeld sein. Bei Rastern wird das Feld VALUE ebenfalls unterstützt.	Field
overlay_feature_or_raster	Das Dataset, das die Zonen der zweiten Regionalisierung repräsentiert. Bei den Zonen kann es sich um Polygon-Features oder um ein Raster handeln.	Feature Layer; Raster Layer; Image Service
categorical_overlay_zone_field	Das Feld, das die Zonenkategorie der Überlagerungszonen repräsentiert. Jeder Einzelwert dieses Feldes definiert eine einzelne Zone. Bei Features muss das Feld ein Ganzzahl- oder ein Textfeld sein. Bei Rastern wird das Feld VALUE ebenfalls unterstützt.	Field
output_features (optional)	Die Ausgabe-Polygon-Features, die Messwerte für die räumliche Zuordnung an allen Schnittpunkten der Eingabe- und Überlagerungszonen enthalten. Die Ausgabe-Features können verwendet werden, um die Zuordnung zwischen bestimmten Kombinationen von Eingabe- und Überlagerungszonen zu messen, wie die Zuordnung von Gebieten mit Getreideanbau (Getreidesorte) und Gebieten mit gut drainiertem Boden (Bodenentwässerungsklasse). Dieser Parameter wird nur aktiviert, wenn es sich sowohl bei den Eingabe- als auch bei den Überlagerungszonen um Polygon-Features handelt.	Feature Class
output_raster (optional)	Das Ausgabe-Raster, das Messwerte für die räumliche Zuordnung zwischen den Eingabe- und Überlagerungszonen enthält. Das Ausgabe-Raster hat drei Felder zur Angabe der Messwerte für die räumliche Zuordnung für Schnittpunkte der Eingabe- und Überlagerungszonen, die Entsprechung der Überlagerungszonen innerhalb von Eingabezonen und die Entsprechung der Eingabezonen innerhalb von Überlagerungszonen. Dieser Parameter wird nur aktiviert, wenn mindestens eine der Eingabe- und Überlagerungszonen ein Raster ist.	Raster Dataset
correspondence_overlay_to_input (optional)	Die Ausgabe-Polygon-Features, die die Messwerte für die Entsprechung der Überlagerungszonen innerhalb der Eingabezonen enthalten. Diese Ausgabe hat dieselbe Geometrie wie die Eingabezonen und kann verwendet werden, um zu identifizieren, welche Eingabezonen allgemein weitgehend den Überlagerungszonen entsprechen. Anschließend können bestimmte Zonenkombinationen mit den Ausgabe-Features untersucht werden. Dieser Parameter wird nur aktiviert, wenn es sich sowohl bei den Eingabe- als auch bei den Überlagerungszonen um Polygon-Features handelt.	Feature Class
correspondence_input_to_overlay (optional)	Die Ausgabe-Polygon-Features, die die Messwerte für die Entsprechung der Eingabezonen innerhalb der Überlagerungszonen enthalten. Diese Ausgabe hat dieselbe Geometrie wie die Überlagerungszonen und kann verwendet werden, um zu identifizieren, welche Überlagerungszonen allgemein weitgehend den Eingabezonen entsprechen. Anschließend können bestimmte Zonenkombinationen mit den Ausgabe-Features untersucht werden. Dieser Parameter wird nur aktiviert, wenn es sich sowohl bei den Eingabe- als auch bei den Überlagerungszonen um Polygon-Features handelt.	Feature Class

Abgeleitete Ausgabe

Name	Erklärung	Datentyp
global_measure_of_spatial_association	Der Messwert der globalen Zuordnung zwischen den Eingabe- und Überlagerungszonen. Der Wert liegt im Bereich zwischen 0 (keine Zuordnung) und 1 (perfekte Zuordnung).	Double
global_correspondence_overlay_to_input	Der Messwert für die globale Entsprechung der Überlagerungszonen innerhalb der Eingabezonen. Der Wert kann nicht negativ sein, und Werte näher an Null geben eine höhere Entsprechung (geringere Variabilität) an.	Double
global_correspondence_input_to_overlay	Der Messwert für die globale Entsprechung der Eingabezonen innerhalb der Überlagerungszonen. Der Wert kann nicht negativ sein, und Werte näher an Null geben eine höhere Entsprechung (geringere Variabilität) an.	Double

Codebeispiel

SpatialAssociationBetweenZones – Beispiel 1 (Python-Fenster)

Das folgende Skript veranschaulicht die Verwendung des Werkzeugs SpatialAssociationBetweenZones im Python-Fenster.

import arcpy
arcpy.stats.SpatialAssociationBetweenZones("forest_type", "Class_Name", 
               "soil_drainage", "ClassName", None, 
               "forest_soil", None, None)

SpatialAssociationBetweenZones – Beispiel 2 (eigenständiges Skript)

Das folgende eigenständige Python-Skript veranschaulicht, wie Sie das Werkzeug SpatialAssociationBetweenZones verwenden.

# Calculate the association between forest type and soil drainage class rasters.  
import arcpy 
# Set the current workspace
arcpy.env.workspace = r"c:\data\project_data.gdb"
arcpy.env.overwriteOutput = True
# Determine the association.
result = arcpy.stats.SpatialAssociationBetweenZones("forest_type", "Class_Name", 
               "soil_drainage", "ClassName", None, "forest_soil")
# Print the derived output for the Global Measure of Spatial Association.
globalV = result[4]
if globalV > 0.9:
    print('Forest type and soil drainage class are highly associated.')

Umgebungen

Ausgabe-Koordinatensystem, Ausdehnung, Zellengröße, Projektionsmethode für Zellengröße, Maskieren, Fang-Raster

Ausdehnung: Diese Umgebung wirkt sich nur auf das Ausgabe-Raster aus.

Zellengröße: Diese Umgebung wirkt sich nur auf das Ausgabe-Raster aus.

Projektionsmethode für Zellengröße: Diese Umgebung wirkt sich nur auf das Ausgabe-Raster aus.

Maskieren: Diese Umgebung wirkt sich nur auf das Ausgabe-Raster aus.

Fang-Raster: Diese Umgebung wirkt sich nur auf das Ausgabe-Raster aus.

Lizenzinformationen

Basic: Ja
Standard: Ja
Advanced: Ja