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Verwenden eines zeitlichen Profildiagramms zum Visualisieren und Analysieren von multidimensionalen Raster-Daten

In ArcGIS Pro dient ein zeitliches Profildiagramm als grundlegendes Analysewerkzeug für Bilddaten in einer Zeitserie. Dieser Diagrammtyp ermöglicht eine tief greifende Visualisierung und Analyse Ihrer multidimensionalen Raster-Daten.

Für die Erstellung eines zeitlichen Profils für multidimensionale Raster stehen drei Optionen zur Verfügung:

  • Erstellen eines zeitlichen Profils aus mehreren Variablen
  • Erstellen eines zeitlichen Profils aus mehreren Bändern der ausgewählten Variablen
  • Erstellen eines zeitlichen Profils basierend auf anderen Dimensionswerten (z. B. Tiefe) der ausgewählten Variablen

Anforderungen

Damit das zeitliche Profildiagramm verwendet werden kann, müssen die multidimensionalen Raster-Daten eine Zeitdimension enthalten. Für ein multidimensionales Mosaik-Dataset müssen alle allgemeinen Anforderungen für Variablen und Dimensionsfelder erfüllt sein.

Neben den gemeinsamen Eigenschaften, über die ein Mosaik-Dataset verfügt, enthält ein multidimensionales Mosaik-Dataset Informationen zu den Variablen, zur Zeitdimension und zur vertikalen Dimension, die als Felder in der Footprint-Tabelle des Mosaik-Datasets gespeichert sind.

  • Variable: Der Variablenname
  • Dimensionen: Der Name der im Mosaik-Dataset verwendeten Dimensionen

Er enthält auch mindestens ein Feld, das die Dimensionen definiert:

  • Standardzeit: Der standardisierte Zeitdimensionswert (UTC)
  • Standard-Z: Die standardisierte vertikale Dimension, die als Länge (Meter) gemessen wird
  • Standarddruck: Die standardisierte vertikale Dimension von Druckwerten (Pa)

Bei einem multidimensionalen Raster-Layer oder netCDF-Raster-Layer sind die allgemeinen Anforderungen ähnlich wie die Anforderungen an multidimensionale Mosaik-Datasets, es gibt jedoch keine Footprint-Tabelle. Die Variable entspricht derjenigen, die beim Erstellen des Raster-Layers ausgewählt wurde. Die Verfügbarkeit von Dimensionen wie Standardzeit, Standard-Z oder Standarddruck hängt von der jeweils ausgewählten Variable ab.

Hinweis:

Zeitliche Profildiagramme können auch für Zeitserien-Raster-Daten verwendet werden, die nicht als multidimensionale Raster-Daten angegeben sind. Beispielsweise können Sie ein zeitliches Profil aus verschiedenen Zeitserien von Landsat-Messwerten in einem Mosaik-Dataset erstellen, das ein acquisition time-Feld enthält.

Erstellen eines zeitlichen Profils aus einem multidimensionalen Mosaik-Dataset

Sie können ein zeitliches Profildiagramm aus einem multidimensionalen Mosaik-Dataset, multidimensionalen Raster-Layer, netCDF-Raster-Layer oder multidimensionalen Web-Bilddaten-Layer erstellen. Der Workflow ist unabhängig vom verwendeten Layer-Typ gleich. In den folgenden Schritten wird ein aus einem multidimensionalen Mosaik-Dataset erstellter Layer verwendet:

  1. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf den Layer, zeigen Sie auf Diagramm erstellen, und klicken Sie auf Zeitliches Profil.

    Der Bereich Diagrammeigenschaften und ein leeres Diagrammdialogfeld werden angezeigt.

  2. Verwenden Sie das Werkzeug Zeichnen im Bereich Diagrammeigenschaften, um ein Feature auf der Karte zu digitalisieren. Die Punkt-Features werden der Punkt-Feature-Tabelle hinzugefügt. In der Tabelle können Sie Punkt-Features auswählen oder ihre Auswahl aufheben, unerwünschte Punkt-Features löschen und auf das Punktsymbol klicken, um die Farbe und Form eines Features zu bearbeiten. Auch die Beschriftung kann in der Tabelle bearbeitet werden. Wenn Sie aus dieser Tabelle Punkt-Features auswählen, werden im zeitlichen Profil separate Liniendiagramme zur Darstellung der einzelnen Punkt-Features verwendet.
  3. Wählen Sie auf der X-Achse den Namen der zu verwendenden Zeitdimension aus. Klicken Sie auf den Dropdown-Pfeil Zeit, um die Namen der verfügbaren Zeitdimensionen anzuzeigen. In der Regel wird StdTime (Standardzeit) aufgeführt. Dies bezieht sich auf den Namen der Zeitdimension. Manchmal werden auch die Zeitdimensionen StdTime und StdTime_Max aufgeführt. Dies bedeutet, dass in den Zeitdimensionen Ihrer Daten ein Zeitraum mit zwei Feldern dargestellt wird, nämlich der Startzeit und der Endzeit.
  4. Definieren Sie eine Reihe von Zeiteinstellungen über die Optionen Zeitintervallgröße, Zeitaggregation, Zeitintervallausrichtung und Unvollständiges Zeitintervall kürzen.

    Standardmäßig wird für Zeitintervallgröße die ursprüngliche zeitliche Auflösung der Daten verwendet. Eine Zeitaggregation wird nicht angewendet. In diesem Fall werden im zeitlichen Profil die ursprünglichen Pixelwerte angezeigt.

    Sie können auch die Zeitaggregation verwenden, um statistische Analysen für Ihre Daten auszuführen. Aggregieren Sie beispielsweise stündlich erfasste Daten in tägliche, monatliche oder jährliche Zeitintervalle, und visualisieren Sie den Trend in unterschiedlichen Zeitskalen. Der Typ Zeitaggregation wird auf Mittelwert festgelegt, sobald ein neuer Wert für die Zeitintervallgröße angegeben wird. Der Mittelwert wird basierend auf den Werten berechnet, die in jedes neue Zeitintervall fallen, und im zeitlichen Profil angezeigt. Als zeitunterstützte Aggregationstypen werden "Anzahl", "Mittelwert", "Medianwert" und "Summe" unterstützt.

    Mit der Option Zeitintervallausrichtung können Sie ein neues Zeitintervall definieren, das entweder am ersten oder am letzten Zeitschritt ausgerichtet wird.

    Aktivieren Sie die Option Unvollständiges Zeitintervall kürzen, um das teilweise gefüllte Zeitintervall aus dem Diagramm zu entfernen und somit potenzielle Verzerrungen durch das unvollständige Zeitintervall zu vermeiden.

  5. Wählen Sie in Zeitserie eine Option, um das zeitliche Profil zu erstellen.
    1. Eine oder mehrere Variablen: Diese Option kann für die meisten multidimensionalen Mosaik-Datasets verwendet werden. In der Regel wird sie verwendet, wenn sich die Variablen im Mosaik-Dataset in einem einzelnen Band befinden und nur eine Zeitdimension aufweisen. Sie können eine oder mehrere Variablen aus der Liste der Variablennamen auswählen und sie innerhalb desselben zeitlichen Profils miteinander vergleichen. Nach der Auswahl des Variablennamens wird das entsprechende Diagramm im zeitlichen Profil angezeigt.

      Wenn mehrere Variablen ausgewählt wurden und deren Wertebereiche stark variieren, aktivieren Sie die Option Standardisierte Werte in der Kategorie "Achsen", um alle Variablen im selben Maßstab darzustellen. Auf diese Weise können mehrere Verteilungen im selben Diagramm visualisiert werden. Angenommen, Sie möchten Niederschläge, die im einstelligen Zentimeterbereich liegen, und die tägliche Durchschnittstemperatur in Fahrenheit (z. B. 60-90 °F) gemeinsam visualisieren. Die Standardisierung der Werte auf der Y-Achse umfasst eine Z-Transformation, wobei der Mittelwert aller Werte von jedem Wert subtrahiert und durch die Standardabweichung für alle Werte dividiert wird.

      Zeitliches Profildiagramm für eine oder mehrere Variablen.

    2. Von einer Variablen mit mehreren Bändern: Geben Sie die Bänder an, die Sie im zeitlichen Profil darstellen möchten. Jedes Band weist ein separates Diagramm auf. Wählen Sie zunächst eine Variable aus, und fügen Sie dann die Bänder unter Verwendung der Bandnamen hinzu. Sie können auch die Schaltfläche Alle hinzufügen oder Alle entfernen verwenden, um alle Bänder hinzuzufügen bzw. zu entfernen. Auch ein Vergleich der Werte eines bestimmten Bandes an mehreren Positionen ist im zeitlichen Profil zulässig.

      Manchmal enthält das Mosaik-Dataset Multibandbilder in einer Zeitserie, z. B. multispektrale Satellitenmesswerte mit einem Acquisition time-Feld. Sie können ein multidimensionales Mosaik-Dataset auch mit der Vorlage "Bänder zusammensetzen" erstellen. Dabei entsteht ein Mosaik-Dataset, das Multiband-Bilddaten enthält. Weitere Informationen finden Sie unter Erstellen eines Mosaik-Datasets mit der Vorlage "Multiband-Komposit".

      Zeitliches Profildiagramm für eine Variable mit mehreren Bändern

    3. Von einer Variablen mit mehreren Dimensionen: Diese Option wurde für multidimensionale Mosaik-Datasets entwickelt, die eine Zeitdimension und andere Dimensionen enthalten. Wählen Sie den Namen der Zeitvariablen und den Namen der anderen Dimension aus, und erstellen Sie das zeitliche Profil für Ihre Variable basierend auf Werten aus der anderen Dimension. Jeder Wert der anderen Dimension weist ein separates Diagramm auf. So weisen z. B. bestimmte Daten zum Salzgehalt des Meerwassers sowohl eine Zeit- als auch eine Tiefendimension auf. Sie können ein zeitliches Profil für den Salzgehalt in Tiefe eins, Tiefe zwei usw. erstellen. Auch ein Vergleich der Variablen bei den jeweiligen Werten anderer Dimensionen an mehreren Positionen ist im zeitlichen Profil zulässig. Mithilfe der Schaltfläche Alle hinzufügen oder Alle entfernen können Sie alle Werte der anderen Dimension hinzufügen oder entfernen.Zeitliches Profildiagramm für eine Variable mit mehreren Dimensionen.

In diesem Workflow wird umrissen, wie zeitliche Profildiagramme für Zeitwerte erstellt werden, die mit einer oder mehreren Variablen, mehreren Bändern und mehreren Dimensionen dargestellt werden. Zusätzlich können Sie die Beschriftungen und die allgemeinen Informationen in Ihrem zeitlichen Profildiagramm mit Achsen, Zahlenformat, Datums- und Uhrzeitformaten, Titel, Titeln für X- und Y-Achse usw. anpassen. Weitere Informationen finden Sie unter Zeitliches Profildiagramm.

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