Linie vereinfachen (Kartografie)

Zusammenfassung

Hiermit werden Linien durch Entfernen relativ unwesentlicher Stützpunkte vereinfacht, behalten aber die wesentliche Form bei.

Abbildung

Zum Vergleich sind hier Beispielergebnisse der Vereinfachungsalgorithmen dargestellt.

Verwendung

• Dieses Werkzeug verwendet unterschiedliche Vereinfachungsalgorithmen für verschiedene Zwecke. Weitere Informationen zu diesen Algorithmen finden Sie unter Funktionsweise von "Linie vereinfachen" und "Polygon vereinfachen".

  • Algorithmus Kritische Punkte beibehalten (Douglas-Peucker) (algorithm = "POINT_REMOVE" in Python): Identifiziert und entfernt relativ überflüssige Stützpunkte, um die Daten für die Anzeige in kleineren Maßstäben zu vereinfachen. Er ist der schnellste der Vereinfachungsalgorithmen in diesem Werkzeug. Er wird häufig zur Datenkomprimierung oder für eine grobere Vereinfachung verwendet. Die entstehenden Linien weisen mit zunehmender Toleranz deutlich mehr Winkel auf. Dieser Algorithmus basiert auf dem Douglas-Peucker-Algorithmus: Douglas, David and Peucker, Thomas, "Algorithms for the reduction of the number of points required to represent a digitized line or its caricature," The Canadian Cartographer 10(2), 112–122 (1973).
  • Algorithmus Kritische Biegungen beibehalten (Wang-Müller) (algorithm = "BEND_SIMPLIFY" in Python): Identifiziert und entfernt relativ unbedeutende Biegungen, um die Daten für die Anzeige in kleineren Maßstäben zu vereinfachen. Er gibt die Eingabe-Geometrie in der Regel wirklichkeitsgetreuer wieder als der Algorithmus Kritische Punkte beibehalten (Douglas-Peucker), kann jedoch mehr Zeit für die Bearbeitung in Anspruch nehmen. Dieser Algorithmus basiert auf dem in Wang, Zeshen and Müller, Jean-Claude, "Line Generalization Based on Analysis of Shape Characteristics," Cartography and Geographic Information Systems 25(1), 3–15 (1998) definierten Algorithmus.
  • Algorithmus Gewichtete effektive Flächen beibehalten (Zhou-Jones) (algorithm = "WEIGHTED_AREA" in Python): Identifiziert Dreiecke einer effektiven Fläche für jeden Stützpunkt. Anschließend erfolgt anhand mehrerer Kennwerte eine Gewichtung der ermittelten Dreiecke nach Flachheit, Schiefe und Krümmung der jeweiligen Fläche. Die gewichteten Flächen bestimmen die Entfernung ihrer entsprechenden Stützpunkte, um die Linie zu vereinfachen, während so viele Eigenschaften wie möglich beibehalten werden. Dieser Algorithmus basiert auf dem in Zhou, Sheng und Jones, Christopher B., (2005) "Shape-Aware Line Generalisation with Weighted Effective Area" in Fisher, Peter F. (Hrsg.), Developments in Spatial Handling 11th International Symposium on Spatial Handling, 369–80 (2005), definierten Algorithmus.
  • Algorithmus Effektive Flächen beibehalten (Visvalingam-Whyatt) (algorithm = "EFFECTIVE_AREA" in Python): Identifiziert Dreiecke der effektiven Fläche für jeden Stützpunkt, um das Entfernen von Stützpunkten zu steuern und die Linie zu vereinfachen, während möglichst viele Eigenschaften beibehalten werden. Dieser Algorithmus basiert auf dem definierten Algorithmus in Visvalingam, M. und Whyatt, J. D., "Line Generalisation by Repeated Elimination of the Smallest Area", Cartographic Information Systems Research Group (CISRG) Discussion Paper 10, University of Hull (1992).

• Der Grad der Vereinfachung wird durch den Wert des Parameters Vereinfachungstoleranz bestimmt. Je größer die Toleranz, desto grober ist die resultierende Geometrie. Kleinere Toleranzen erzeugen eine Geometrie, die die Eingabe genauer wiedergibt. Die Felder MinSimpTol und MaxSimpTol werden der Ausgabe hinzugefügt, um die verwendete Toleranz zu speichern.

  Vorversion:

  Außerdem haben Versionen des Werkzeugs vor ArcGIS Pro 1.4 im Verlauf der Topologieauflösung Toleranzen pro Feature geändert und diese Werte in den Feldern MinSimpTol und MaxSimpTol gespeichert. In der aktuellen Implementierung sind nun die Werte in diesen Feldern identisch mit und gleich der Toleranz, die im Parameter Vereinfachungstoleranz angegeben wird. Ändern Sie vorhandene Modelle oder Skripte, die auf einem dieser Felder basieren.

  • Beim Algorithmus Kritische Punkte beibehalten (Douglas-Peucker) ist die Toleranz der maximal zulässige senkrechte Abstand zwischen jedem Stützpunkt und der neu erstellten Linie.
  • Beim Algorithmus Kritische Biegungen beibehalten (Wang-Müller) ist die Toleranz der Durchmesser eines Kreises, der sich einer signifikanten Biegung annähert.
  • Beim Algorithmus Gewichtete effektive Flächen beibehalten (Zhou-Jones) ist das Quadrat der Toleranz die Fläche eines signifikanten Dreieckes, das von drei aneinander grenzenden Stützpunkten definiert wird. Je weiter die Form von dem eines gleichseitigen Dreiecks abweicht, desto höher ist die zugewiesene Gewichtung und desto geringer die Wahrscheinlichkeit, dass es entfernt wird.
  • Beim Algorithmus Effektive Flächen beibehalten (Visvalingam-Whyatt) ist das Quadrat der Toleranz die Fläche eines signifikanten Dreieckes, das von drei aneinander grenzenden Stützpunkten definiert wird.

• Verwenden Sie den Parameter Zusammengefasste Punkte beibehalten (collapsed_point_option in Python), um eine Ausgabe-Point-Feature-Class zum Speichern der Endpunkte von Linien zu erstellen, die kleiner sind als die räumliche Toleranz der Daten. Die Punktausgabe wird abgeleitet. Sie verwendet den gleichen Namen und die gleiche Position wie der Parameterwert Ausgabe-Feature-Class (out_feature_class in Python), jedoch mit einem _Pnt-Suffix. Die Ausgabe-Line-Feature-Class enthält alle Felder, die in der Eingabe-Feature-Class vorhanden sind. Die Ausgabe-Point-Feature-Class enthält keines dieser Felder.

• Die Ausgabe-Line-Feature-Class ist topologisch korrekt. Alle topologischen Fehler in den Eingabedaten werden in der Ausgabe-Line-Feature-Class gekennzeichnet. Die Ausgabe-Feature-Class umfasst zwei zusätzliche Felder: InLine_FID und SimLnFlag, die die Eingabe-Feature-IDs bzw. die topologischen Fehler der Eingabe enthalten. Ein SimLnFlag-Wert von 1 gibt an, dass ein topologischer Fehler vorliegt. Der Wert 0 (Null) gibt an, dass keine Fehler vorhanden sind.

  Vorversion:

  Vor der Version ArcGIS Pro 1.4 dieses Werkzeugs konnten topologische Fehler bei der Verarbeitung erzeugt werden. Die Parameter Auf topologische Fehler überprüfen (error_checking_option in Python) und Topologische Fehler lösen (error_resolving_option in Python) wurden hinzugefügt, um diese Fehler zu identifizieren und optional zu beheben. Diese Parameter sind in der Syntax des Werkzeugs für Kompatibilität in Skripten und Modellen nach wie vor enthalten, werden aber nun ignoriert und aus dem Dialogfeld des Werkzeugs ausgeblendet. Das Feld SimLnFlag wurde verwendet, um topologische Fehler zu kennzeichnen, die vom Werkzeug bei der Verarbeitung verursacht wurden. Dieses Feld kennzeichnet nun Fehler, die in der Eingabe vorhanden waren.

• Verwenden Sie den Parameter Eingabe-Barriere-Layer zum Identifizieren von Features, die nicht von vereinfachten Linien gekreuzt werden dürfen. Als Barrieren-Features können Punkte, Linien oder Polygone verwendet werden.

• Domänen und Subtypes werden auch dann in die Ausgabe kopiert, wenn die Umgebungseinstellung Felddomäne, Subtypes und Attributregeln übertragen deaktiviert ist.

• Bei Verarbeitung von großen Datasets werden möglicherweise Speicherbeschränkungen überschritten. Erwägen Sie in solchen Fällen, die Eingabedaten partitionsweise zu verarbeiten, indem Sie eine relevante Polygon-Feature-Class in der Umgebungseinstellung Kartografische Partitionen angeben. Die Teile der Daten, die durch Partitionsgrenzen definiert werden, werden sequenziell verarbeitet. Die sich ergebende Feature-Class ist an den Partitionsrändern nahtlos und konsistent. Weitere Informationen erhalten Sie unter Generalisieren von großen Datasets mit Partitionen.

Parameter

Dialogfeld

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Eingabe-Features	Die Eingabe-Linien-Features, die vereinfacht werden sollen.	Feature Layer
Ausgabe-Feature-Class	Die vereinfachte Ausgabe-Line-Feature-Class. Sie enthält alle Felder, die in der Eingabe-Feature-Class vorhanden sind. Die Ausgabe-Line-Feature-Class ist topologisch korrekt. Das Werkzeug verursacht keine Topologiefehler, topologische Fehler in den Eingabedaten werden jedoch in der Ausgabe-Line-Feature-Class gekennzeichnet. Die Ausgabe-Feature-Class umfasst zwei zusätzliche Felder: InLine_FID und SimLnFlag, die die Eingabe-Feature-IDs bzw. topologischen Fehler der Eingabe enthalten. Ein SimLnFlag-Wert von 1 gibt an, dass ein topologischer Fehler bei der Eingabe vorliegt. Ein Wert von 0 (Null) gibt an, dass kein Eingabefehler vorhanden ist.	Feature Class
Vereinfachungsalgorithmus	Dadurch wird der Algorithmus für die Linienvereinfachung festgelegt. Kritische Punkte beibehalten (Douglas-Peucker)—Kritische Punkte, die die wesentliche Form einer Linie bewahren, werden beibehalten. Alle anderen Punkte werden entfernt (Douglas-Peucker). Dies ist die Standardeinstellung. Kritische Biegungen beibehalten (Wang-Müller)—Kritische Biegungen werden beibehalten, unwesentliche Biegungen werden aus einer Linie entfernt (Wang-Müller). Gewichtete effektive Flächen beibehalten (Zhou-Jones)—Stützpunkte, die Dreiecke der effektiven Fläche bilden und nach Dreiecksform gewichtet wurden (Zhou-Jones), werden beibehalten. Effektive Flächen beibehalten (Visvalingam-Whyatt)—Stützpunkte, die Dreiecke der effektiven Fläche bilden, werden beibehalten (Visvalingam-Whyatt).	String
Vereinfachungstoleranz	Der Grad der Vereinfachung wird durch die Toleranz bestimmt. Sie können eine bevorzugte Einheit auswählen. Anderenfalls werden die Einheiten der Eingabe verwendet. Die Felder MinSimpTol und MaxSimpTol werden zur Ausgabe hinzugefügt, um die Toleranz zu speichern, die bei der Verarbeitung verwendet wurde. Beim Algorithmus Kritische Punkte beibehalten (Douglas-Peucker) ist die Toleranz der maximal zulässige senkrechte Abstand zwischen jedem Stützpunkt und der neu erstellten Linie. Beim Algorithmus Kritische Biegungen beibehalten (Wang-Müller) ist die Toleranz der Durchmesser eines Kreises, der sich einer signifikanten Biegung annähert. Beim Algorithmus Gewichtete effektive Flächen beibehalten (Zhou-Jones) ist das Quadrat der Toleranz die Fläche eines signifikanten Dreieckes, das von drei aneinander grenzenden Stützpunkten definiert wird. Je weiter die Form von dem eines gleichseitigen Dreiecks abweicht, desto höher ist die zugewiesene Gewichtung und desto geringer die Wahrscheinlichkeit, dass es entfernt wird. Beim Algorithmus Effektive Flächen beibehalten (Visvalingam-Whyatt) ist das Quadrat der Toleranz die Fläche eines signifikanten Dreieckes, das von drei aneinander grenzenden Stützpunkten definiert wird.	Linear Unit
Topologische Fehler lösen (optional)	Vorversion: Dies ist ein älterer Parameter, der nicht mehr verwendet wird. Er wurde früher verwendet, um zu anzugeben, wie topologische Fehler, die möglicherweise bei der Verarbeitung verursacht wurden, gelöst werden. Dieser Parameter ist in der Syntax des Werkzeugs für Kompatibilität in Skripten und Modellen nach wie vor enthalten, wird aber aus dem Dialogfeld des Werkzeugs ausgeblendet.	Boolean
Zusammengefasste Punkte beibehalten (optional)	Gibt an, ob eine Ausgabe-Point-Feature-Class zum Speichern der Endpunkte aller Linien erstellt wird, die kleiner als die räumliche Toleranz sind. Die Punktausgabe wird abgeleitet. Sie verwendet den gleichen Namen und die gleiche Position wie der Parameter Ausgabe-Feature-Class, jedoch mit einem _Pnt-Suffix. Aktiviert: Eine abgeleitete Ausgabe-Point-Feature-Class wird erstellt, um die Endpunkte zusammengefasster Linien mit der Länge 0 zu speichern. Dies ist die Standardeinstellung. Deaktiviert: Eine abgeleitete Ausgabe-Point-Feature-Class wird nicht erstellt.	Boolean
Auf topologische Fehler überprüfen (optional)	Hinweis: Dies ist ein älterer Parameter, der nicht mehr verwendet wird. Er wurde früher verwendet, um zu anzugeben, wie topologische Fehler, die möglicherweise bei der Verarbeitung verursacht wurden, behandelt werden. Dieser Parameter ist in der Syntax des Werkzeugs für Kompatibilität in Skripten und Modellen nach wie vor enthalten, wird aber aus dem Dialogfeld des Werkzeugs ausgeblendet.	Boolean
Eingabe-Barriere-Layer (optional)	Eingaben, die Features enthalten, die als Barrieren für die Vereinfachung fungieren. Resultierende vereinfachte Linien berühren oder kreuzen keine Barrieren-Features. Beim Vereinfachen von Konturlinien stellen Höhenpunkte-Eingabe-Features als Barrieren beispielsweise sicher, dass die vereinfachten Konturlinien nicht über diese Punkte hinweg vereinfacht werden. Die Ausgabe verletzt die durch die gemessenen Höhenangaben beschriebene Höhe nicht.	Feature Layer

Abgeleitete Ausgabe

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Zu Länge 0 zusammengefasste Linien	Wenn der Parameter Zusammengefasste Punkte beibehalten (collapsed_point_option in Python) verwendet wird, wird eine Ausgabe-Point-Feature-Class zum Speichern der Endpunkte von Linien erstellt, die kleiner sind als die räumliche Toleranz der Daten.	Feature Class

Python

arcpy.cartography.SimplifyLine(in_features, out_feature_class, algorithm, tolerance, {error_resolving_option}, {collapsed_point_option}, {error_checking_option}, {in_barriers})

Name	Erläuterung	Datentyp
in_features	Die Eingabe-Linien-Features, die vereinfacht werden sollen.	Feature Layer
out_feature_class	Die vereinfachte Ausgabe-Line-Feature-Class. Sie enthält alle Felder, die in der Eingabe-Feature-Class vorhanden sind. Die Ausgabe-Line-Feature-Class ist topologisch korrekt. Das Werkzeug verursacht keine Topologiefehler, topologische Fehler in den Eingabedaten werden jedoch in der Ausgabe-Line-Feature-Class gekennzeichnet. Die Ausgabe-Feature-Class umfasst zwei zusätzliche Felder: InLine_FID und SimLnFlag, die die Eingabe-Feature-IDs bzw. topologischen Fehler der Eingabe enthalten. Ein SimLnFlag-Wert von 1 gibt an, dass ein topologischer Fehler bei der Eingabe vorliegt. Ein Wert von 0 (Null) gibt an, dass kein Eingabefehler vorhanden ist.	Feature Class
algorithm	Dadurch wird der Algorithmus für die Linienvereinfachung festgelegt. POINT_REMOVE—Kritische Punkte, die die wesentliche Form einer Linie bewahren, werden beibehalten. Alle anderen Punkte werden entfernt (Douglas-Peucker). Dies ist die Standardeinstellung. BEND_SIMPLIFY—Kritische Biegungen werden beibehalten, unwesentliche Biegungen werden aus einer Linie entfernt (Wang-Müller). WEIGHTED_AREA—Stützpunkte, die Dreiecke der effektiven Fläche bilden und nach Dreiecksform gewichtet wurden (Zhou-Jones), werden beibehalten. EFFECTIVE_AREA—Stützpunkte, die Dreiecke der effektiven Fläche bilden, werden beibehalten (Visvalingam-Whyatt).	String
tolerance	Der Grad der Vereinfachung wird durch die Toleranz bestimmt. Sie können eine bevorzugte Einheit auswählen. Anderenfalls werden die Einheiten der Eingabe verwendet. Die Felder MinSimpTol und MaxSimpTol werden zur Ausgabe hinzugefügt, um die Toleranz zu speichern, die bei der Verarbeitung verwendet wurde. Beim Algorithmus POINT_REMOVE ist die Toleranz der maximal zulässige senkrechte Abstand zwischen jedem Stützpunkt und der neu erstellten Linie. Beim Algorithmus BEND_SIMPLIFY ist die Toleranz der Durchmesser eines Kreises, der sich einer signifikanten Biegung annähert. Beim Algorithmus WEIGHTED_AREA ist das Quadrat der Toleranz die Fläche eines signifikanten Dreieckes, das von drei aneinander grenzenden Stützpunkten definiert wird. Je weiter die Form von dem eines gleichseitigen Dreiecks abweicht, desto höher ist die zugewiesene Gewichtung und desto geringer die Wahrscheinlichkeit, dass es entfernt wird. Beim Algorithmus EFFECTIVE_AREA ist das Quadrat der Toleranz die Fläche eines signifikanten Dreieckes, das von drei aneinander grenzenden Stützpunkten definiert wird.	Linear Unit
error_resolving_option (optional)	Vorversion: Dies ist ein älterer Parameter, der nicht mehr verwendet wird. Er wurde früher verwendet, um zu anzugeben, wie topologische Fehler, die möglicherweise bei der Verarbeitung verursacht wurden, gelöst werden. Dieser Parameter ist in der Syntax des Werkzeugs für Kompatibilität in Skripten und Modellen nach wie vor enthalten, wird aber aus dem Dialogfeld des Werkzeugs ausgeblendet.	Boolean
collapsed_point_option (optional)	Gibt an, ob eine Ausgabe-Point-Feature-Class zum Speichern der Endpunkte aller Linien erstellt wird, die kleiner als die räumliche Toleranz sind. Die Punktausgabe wird abgeleitet. Sie verwendet den gleichen Namen und die gleiche Position wie der Parameter out_feature_class, jedoch mit einem _Pnt-Suffix. KEEP_COLLAPSED_POINTS—Eine abgeleitete Ausgabe-Point-Feature-Class wird erstellt, um die Endpunkte zusammengefasster Linien mit der Länge 0 zu speichern. Dies ist die Standardeinstellung. NO_KEEP—Eine abgeleitete Ausgabe-Point-Feature-Class wird nicht erstellt.	Boolean
error_checking_option (optional)	Hinweis: Dies ist ein älterer Parameter, der nicht mehr verwendet wird. Er wurde früher verwendet, um zu anzugeben, wie topologische Fehler, die möglicherweise bei der Verarbeitung verursacht wurden, behandelt werden. Dieser Parameter ist in der Syntax des Werkzeugs für Kompatibilität in Skripten und Modellen nach wie vor enthalten, wird aber aus dem Dialogfeld des Werkzeugs ausgeblendet.	Boolean
in_barriers [in_barriers,...] (optional)	Eingaben, die Features enthalten, die als Barrieren für die Vereinfachung fungieren. Resultierende vereinfachte Linien berühren oder kreuzen keine Barrieren-Features. Beim Vereinfachen von Konturlinien stellen Höhenpunkte-Eingabe-Features als Barrieren beispielsweise sicher, dass die vereinfachten Konturlinien nicht über diese Punkte hinweg vereinfacht werden. Die Ausgabe verletzt die durch die gemessenen Höhenangaben beschriebene Höhe nicht.	Feature Layer

Abgeleitete Ausgabe

Name	Erläuterung	Datentyp
out_point_feature_class	Wenn der Parameter Zusammengefasste Punkte beibehalten (collapsed_point_option in Python) verwendet wird, wird eine Ausgabe-Point-Feature-Class zum Speichern der Endpunkte von Linien erstellt, die kleiner sind als die räumliche Toleranz der Daten.	Feature Class

Codebeispiel

SimplifyLine – Beispiel 1 (Python-Fenster)

Das folgende Skript für das Python-Fenster veranschaulicht, wie die Funktion SimplifyLine im unmittelbaren Modus verwendet wird.

import arcpy
import arcpy.cartography as CA
arcpy.env.workspace = "C:/data"
CA.SimplifyLine("roads.shp", 
                "C:/output/output.gdb/simplified_roads", 
                "POINT_REMOVE", 
                20)

SimplifyLine – Beispiel 2 (eigenständiges Skript)

Das folgende eigenständige Skript veranschaulicht, wie die Funktion SimplifyLine verwendet wird.

# Name: SimplifyLine_Example2.py
# Description: Simplify line features from two feature classes, rivers and coastlines,
# while maintaining their connections

# Import system modules
import arcpy
import arcpy.management as DM
import arcpy.cartography as CA
 
# Set environment settings
arcpy.env.workspace = "C:/data/Portland.gdb/Hydrography"
 
# Set local variables
inRiverFeatures = "rivers"
inCoastlineFeatures = "coastlines"

mergedFeatures = "C:/data/PortlandOutput.gdb/merged_lines"
simplifiedFeatures = "C:/data/PortlandOutput.gdb/merged_lines_simplified"
tempLayer = "tempLyr"

outRiverFeatureClass = "C:/data/PortlandOutput.gdb/rivers_final"
outCoastlineFeatureClass = "C:/data/PortlandOutput.gdb/coastlines_final"

# Merge rivers and coastlines into one feature class, 
# assuming that they have a common f-code field 
# with value 40 for rivers and 80 for coastlines.
DM.Merge(inRiverFeatures, inCoastlineFeatures, mergedFeatures)

# Simplify all lines.
CA.SimplifyLine(mergedFeatures, 
                simplifiedFeatures, 
                "BEND_SIMPLIFY", 
                100, 
                "KEEP_COLLAPSED_POINTS")
 
# Select rivers and coastlines by their f-code values 
# and put them in separate feature classes.
DM.MakeFeatureLayer(simplifiedFeatures, tempLayer, "f-code = 40")
DM.CopyFeatures(tempLayer, outRiverFeatureClass)

DM.MakeFeatureLayer(simplifiedFeatures, tempLayer, "f-code = 80")
DM.CopyFeatures(tempLayer, outCoastlineFeatureClass)

Umgebungen

Kartografische Partitionen, Aktueller Workspace, Standard-Ausgabe-Z-Wert, Ausgabe-M-Domäne, Ausgabe-XY-Domäne, Ausgabe-Koordinatensystem, Ausdehnung, Ausgabe hat M-Werte, Ausgabe hat Z-Werte, Scratch-Workspace, XY-Toleranz

Sonderfälle

Lizenzinformationen

• Basic: Nein
• Standard: Ja
• Advanced: Ja