Feature-erhaltendes Glätten (Spatial Analyst)

Mit der Spatial Analyst-Lizenz verfügbar.

Zusammenfassung

Glättet ein Oberflächen-Raster, indem Rauschen entfernt wird und dabei Features erhalten bleiben.

Weitere Informationen zur Funktionsweise des Werkzeugs zum Feature-erhaltenden Glätten

Abbildung

Verwendung

• Dieses Werkzeug kann verwendet werden, um Rauschen aus einem Raster mit einem digitalen Höhenmodell (DHM) zu entfernen. Es kann in allen Analyse-Workflows verwendet werden, bei denen die endgültige Ausgabe glatter sein soll.

• Dieses Werkzeug enthält verschiedene Parameter, die sich auf den Glättungsprozess auswirken. Sie können einzeln oder in Kombination verwendet werden, um die Ergebnisse an die jeweilige Anwendung anzupassen. Dabei gibt es folgende Möglichkeiten, die Analyse zu beeinflussen:

  • Die Größe der Nachbarschaft um die Zellen, die geglättet werden.
  • Die relative Steilheit der betreffenden lokalen Variation.
  • Die Häufigkeit, mit der der Glättungsprozess angewendet wird.
  • Die relative Höhe der betreffenden Objekte.

• Der Parameter Nachbarschaftsentfernung definiert die Größe der Nachbarschaft. Wenn ein kleiner Wert angegeben wird, wird nur Rauschen durch Glätten entfernt, während Features im Eingabe-Raster erhalten bleiben. Die Festlegung auf 5 Zellen ergibt beispielsweise ein Verarbeitungsfenster aus 11 x 11 Zellen, was im Allgemeinen ein guter Ausgangspunkt ist.

• Der Parameter Schwellenwert für Normalendifferenz definiert die potenzielle maximale Änderung der Steilheit der Feature-Kante (in Grad) in einer einzelnen Iteration. Wenn ein kleiner Wert angegeben wird (z. B. ein Wert bis zu 15 Grad), werden nur flache Feature-Kanten durch Glätten entfernt.

• Der Parameter Maximale Höhenänderung definiert die potenzielle maximale Änderung der Feature-Höhe in einer einzelnen Iteration. Wenn ein kleiner Wert angegeben wird (z. B. ein Wert bis zu 0,5 Meter), werden nur kurze Features durch Glätten entfernt.

• Der Parameterwert Anzahl der Iterationen gibt die Häufigkeit an, mit der der Glättungsprozess wiederholt wird. Wenn größere Werte angegeben werden, wird das Ausgabe-Raster zwar glatter, eine hohe Anzahl an Iterationen verursacht jedoch eine längere Verarbeitungszeit. Meist eignet sich ein kleiner Wert (etwa 3) für diesen Parameter.

• Wenn für den Parameterwert Eingabe-Oberflächen-Raster ein vertikales Koordinatensystem definiert wurde, wird die Z-Einheit des vertikalen Koordinatensystems bei der Analyse berücksichtigt. Wenn für das Eingabe-Oberflächen-Raster kein vertikales Koordinatensystem definiert wurde, legen Sie den Parameterwert Z-Einheit fest, sodass die Normalenvektoren bei der Analyse ordnungsgemäß berechnet werden.

• Dieses Werkzeug lässt sich mit GPU beschleunigen, d. h. wenn ein kompatibler Grafikprozessor (GPU) in Ihrem System verfügbar ist, lässt sich damit die Leistung des Werkzeugs verbessern. Verwenden Sie den Parameter Zielgerät für Analyse (analysis_target_device in Python), um zu steuern, ob das Werkzeug mit der GPU oder der CPU ausgeführt wird.

  Details zu kompatiblen GPUs, zum Konfigurieren von und Arbeiten mit GPU-Geräten sowie Tipps zur Problembehandlung finden Sie unter GPU-Verarbeitung mit Spatial Analyst.

• Dieses Werkzeug unterstützt die parallele Verarbeitung. Wenn Ihr Computer mit mehreren Prozessoren oder mit Prozessoren, die mehrere Kerne haben, ausgestattet ist, kann eine höhere Leistung erzielt werden, vor allem bei größeren Datasets. Weitere Informationen zu dieser Funktion sowie zu den Konfigurationsmöglichkeiten finden Sie im Hilfethema Parallele Verarbeitung mit Spatial Analyst.

• Wenn das Ausgabe-Raster-Format .crf lautet, wird in diesem Werkzeug die Raster-Speicherumgebung Pyramide unterstützt. In der Ausgabe werden standardmäßig Pyramiden erstellt. Bei anderen Ausgabeformaten wird diese Umgebung nicht unterstützt, und es werden keine Pyramiden erstellt.

• Weitere Informationen zur Geoverarbeitung von Umgebungen mit diesem Werkzeug finden Sie unter Analyseumgebungen und Spatial Analyst.

Parameter

Dialogfeld

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Eingabe-Oberflächen-Raster	Das Eingabe-Oberflächen-Raster.	Raster Layer
Entfernungseinheiten (optional)	Gibt die Entfernungseinheit an, die für den Parameter Nachbarschaftsentfernung verwendet wird. Die Standardeinstellung ist Zellen. Zellen—Die Entfernungseinheit ist Zellen. Meter—Die Entfernungseinheit ist Meter. Zentimeter—Die Entfernungseinheit ist Zentimeter. Kilometer—Die Entfernungseinheit ist Kilometer. Zoll—Die Entfernungseinheit ist Zoll. Fuß—Die Entfernungseinheit ist Fuß. Yard—Die Entfernungseinheit ist Yard. Meilen—Die Entfernungseinheit ist Meilen.	String
Nachbarschaftsentfernung (optional)	Die Entfernung von der Zielzelle, die die Größe der Verarbeitungsnachbarschaft definiert. Der Wert muss eine positive Zahl sein. Der Standardwert beträgt 5 Zellen.	Double
Schwellenwert für Normalendifferenz (optional)	Die maximale Normalendifferenz für eine benachbarte Zelle, die bei der Berechnung eines neuen Zellenwerts für die aktuelle Verarbeitungszelle berücksichtigt werden soll. Eine Normalendifferenz ist ein Winkel, der durch den Normalenvektor einer benachbarten Zelle und den Normalenvektor der aktuellen Verarbeitungszelle gebildet wird. Als Wert kann eine Zahl zwischen –180 Grad und 180 Grad verwendet werden. Der Standardwert beträgt 15 Grad.	Double
Anzahl der Iterationen (optional)	Die Häufigkeit, mit der der Glättungsprozess wiederholt wird. Der Wert muss ein positiver Ganzzahlwert sein. Der Standardwert beträgt 3.	Long
Maximale Höhenänderung (optional)	Die zulässige maximale Höhenänderung einer Zelle in einer Iteration. Wenn für eine Zellenposition ein neuer Wert berechnet wird, wird er mit dem ursprünglichen Wert an dieser Zellenposition verglichen. Wenn die Differenz kleiner oder gleich dieser Parametereinstellung ist, wird der neue Zellenwert verwendet. Andernfalls bleibt der ursprüngliche Wert unverändert. Der Wert muss eine positive Zahl sein. Der Standardwert beträgt 0,5 Meter.	Linear Unit
Z-Einheit (optional)	Gibt die lineare Einheit an, die für vertikale Z-Werte verwendet werden soll. Sie wird durch ein vertikales Koordinatensystem definiert, sofern vorhanden. Falls kein vertikales Koordinatensystem vorhanden ist, müssen Sie die Z-Einheit mithilfe der Einheitenliste definieren, um eine korrekte geodätische Berechnung sicherzustellen. Die Standardeinstellung lautet Meter. Zoll—Die lineare Einheit ist Zoll. Fuß—Die lineare Einheit ist Fuß. Yard—Die lineare Einheit ist Yard. Meile (US)—Die lineare Einheit ist Meilen. Seemeile—Die lineare Einheit ist Seemeilen. Millimeter—Die lineare Einheit ist Millimeter. Zentimeter—Die lineare Einheit ist Zentimeter. Meter—Die lineare Einheit ist Meter. Kilometer—Die lineare Einheit ist Kilometer. Dezimeter—Die lineare Einheit ist Dezimeter.	String
Zielgerät für Analyse (optional)	Gibt das Gerät an, das für die Berechnung verwendet wird. GPU dann CPU—Wenn eine kompatible GPU gefunden wird, wird sie für die Berechnung verwendet. Andernfalls wird die CPU verwendet. Dies ist die Standardeinstellung. Nur CPU—Die Berechnung wird nur auf der CPU durchgeführt. Nur GPU—Die Berechnung wird nur auf der GPU durchgeführt.	String

Rückgabewert

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Ausgabe-Raster	Das geglättete Ausgabe-Raster.	Raster

Python

FeaturePreservingSmoothing(in_raster, {distance_units}, {neighborhood_distance}, {normal_difference_threshold}, {number_iterations}, {maximum_elevation_change}, {z_unit}, {analysis_target_device})

Name	Erläuterung	Datentyp
in_raster	Das Eingabe-Oberflächen-Raster.	Raster Layer
distance_units (optional)	Gibt die Entfernungseinheit an, die für den Parameter Neighborhood Distance verwendet wird. Die Standardeinstellung ist CELLS. CELLS—Die Entfernungseinheit ist Zellen. METERS—Die Entfernungseinheit ist Meter. CENTIMETERS—Die Entfernungseinheit ist Zentimeter. KILOMETERS—Die Entfernungseinheit ist Kilometer. INCHES—Die Entfernungseinheit ist Zoll. FEET—Die Entfernungseinheit ist Fuß. YARDS—Die Entfernungseinheit ist Yard. MILES—Die Entfernungseinheit ist Meilen.	String
neighborhood_distance (optional)	Die Entfernung von der Zielzelle, die die Größe der Verarbeitungsnachbarschaft definiert. Der Wert muss eine positive Zahl sein. Der Standardwert beträgt 5 Zellen.	Double
normal_difference_threshold (optional)	Die maximale Normalendifferenz für eine benachbarte Zelle, die bei der Berechnung eines neuen Zellenwerts für die aktuelle Verarbeitungszelle berücksichtigt werden soll. Eine Normalendifferenz ist ein Winkel, der durch den Normalenvektor einer benachbarten Zelle und den Normalenvektor der aktuellen Verarbeitungszelle gebildet wird. Als Wert kann eine Zahl zwischen –180 Grad und 180 Grad verwendet werden. Der Standardwert beträgt 15 Grad.	Double
number_iterations (optional)	Die Häufigkeit, mit der der Glättungsprozess wiederholt wird. Der Wert muss ein positiver Ganzzahlwert sein. Der Standardwert beträgt 3.	Long
maximum_elevation_change (optional)	Die zulässige maximale Höhenänderung einer Zelle in einer Iteration. Wenn für eine Zellenposition ein neuer Wert berechnet wird, wird er mit dem ursprünglichen Wert an dieser Zellenposition verglichen. Wenn die Differenz kleiner oder gleich dieser Parametereinstellung ist, wird der neue Zellenwert verwendet. Andernfalls bleibt der ursprüngliche Wert unverändert. Der Wert muss eine positive Zahl sein. Der Standardwert beträgt 0,5 Meter.	Linear Unit
z_unit (optional)	Gibt die lineare Einheit an, die für vertikale Z-Werte verwendet werden soll. Sie wird durch ein vertikales Koordinatensystem definiert, sofern vorhanden. Falls kein vertikales Koordinatensystem vorhanden ist, müssen Sie die Z-Einheit mithilfe der Einheitenliste definieren, um eine korrekte geodätische Berechnung sicherzustellen. Die Standardeinstellung lautet Meter. INCH—Die lineare Einheit ist Zoll. FOOT—Die lineare Einheit ist Fuß. YARD—Die lineare Einheit ist Yard. MILE_US—Die lineare Einheit ist Meilen. NAUTICAL_MILE—Die lineare Einheit ist Seemeilen. MILLIMETER—Die lineare Einheit ist Millimeter. CENTIMETER—Die lineare Einheit ist Zentimeter. METER—Die lineare Einheit ist Meter. KILOMETER—Die lineare Einheit ist Kilometer. DECIMETER—Die lineare Einheit ist Dezimeter.	String
analysis_target_device (optional)	Gibt das Gerät an, das für die Berechnung verwendet wird. GPU_THEN_CPU—Wenn eine kompatible GPU gefunden wird, wird sie für die Berechnung verwendet. Andernfalls wird die CPU verwendet. Dies ist die Standardeinstellung. CPU_ONLY—Die Berechnung wird nur auf der CPU durchgeführt. GPU_ONLY—Die Berechnung wird nur auf der GPU durchgeführt.	String

Rückgabewert

Name	Erläuterung	Datentyp
out_raster	Das geglättete Ausgabe-Raster.	Raster

Codebeispiel

FeaturePreservingSmoothing: Beispiel 1 (Python-Fenster)

Im folgenden Beispiel wird die Verwendung dieses Werkzeugs im Python-Fenster veranschaulicht.

In diesem Beispiel wird ein DEM mit einer Auflösung von 1 Meter mit einer Nachbarschaftsentfernung von 5 Zellen und einem Grenzwert für die Normalendifferenz von 15 Grad geglättet.

from arcpy.sa import *
outFPS01 = FeaturePreservingSmoothing("elevation_1m.tif", "CELLS", 5, 15, 3, 
                                      "0.5 Meters", "METER", "GPU_THEN_CPU")
outFPS01.save("C:/sapyexamples/output/outsmoothraster01.tif")

FeaturePreservingSmoothing: Beispiel 2 (eigenständiges Skript)

Im folgenden Beispiel wird die Verwendung dieses Werkzeugs in einem eigenständigen Python-Skript veranschaulicht.

In diesem Beispiel wird ein DEM mit einer Auflösung von 1 Meter mit einer Nachbarschaftsentfernung von 5 Metern und einem Grenzwert für die Normalendifferenz von 10 Grad geglättet.

# Name: FeaturePreservingSmoothing_Ex_02.py
# Description: Smooths a 1m resolution elevation raster  
# Requirements: Spatial Analyst Extension

# Import system modules
import arcpy
from arcpy.sa import *

# Set environment settings
arcpy.env.workspace = "C:/sapyexamples/data"

# Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")

# Set local variables
inRaster = "elevation_1m.tif"
distUnits = "METERS"
nbrDistance = 5
normDiffThreshold = 10
iterations = 1
maxElevChange = "1.5 Meters"
zUnit = ""
analysisDevice = ""

# Execute the tool
outFPS02 = FeaturePreservingSmoothing(inRaster, distUnits, nbrDistance,
                                    normDiffThreshold, iterations, maxElevChange,
                                    zUnit, analysisDevice)

# Save the output 
outFPS02.save("C:/sapyexamples/output/outsmoothraster02.tif")

Umgebungen

Auto-Commit, Zellengröße, Projektionsmethode für Zellengröße, Aktueller Workspace, Ausdehnung, Geographische Transformationen, Maske, Ausgabe-CONFIG-Schlüsselwort, Ausgabe-Koordinatensystem, Faktor für parallele Verarbeitung, Pyramide, Scratch-Workspace, Fang-Raster, Kachelgröße

Lizenzinformationen

• Basic: Erfordert Spatial Analyst
• Standard: Erfordert Spatial Analyst
• Advanced: Erfordert Spatial Analyst