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Polygon vereinfachen

Zusammenfassung

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

Weitere Informationen zur Funktionsweise von Linie vereinfachen und Polygon vereinfachen

Abbildung

Ein Vergleich der drei vom Werkzeug "Polygon vereinfachen" verwendeten Vereinfachungsalgorithmen

Verwendung

  • Dieses Werkzeug stellt unterschiedliche Vereinfachungsalgorithmen für verschiedene Zwecke bereit:

    • Der 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 Polygon-Umrisse 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), 112–22 (1973).
    • Der 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.
    • Der Algorithmus Gewichtete effektive Flächen beibehalten (Zhou-Jones) (algorithm='WEIGHTED_AREA' in Python) identifiziert zuerst 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 den Polygon-Umriss zu vereinfachen, während so viele Eigenschaften wie möglich beibehalten werden. Dieser Algorithmus basiert auf dem in Zhou, Sheng and Jones, Christopher B., (2005) "Shape-Aware Line Generalisation with Weighted Effective Area" in Fisher, Peter F. (Ed.) Developments in Spatial Handling 11th International Symposium on Spatial Handling, 369–80, definierten Algorithmus.

  • 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 wirklichkeitsgetreuer wiedergibt. MinSimpTol und MaxSimpTol-Felder werden der Ausgabe hinzugefügt, um die verwendete Toleranz zu speichern.

    • 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.

  • Sämtliche Polygone, die kleiner sind als der Parameter Mindestfläche, werden aus der Ausgabe-Feature-Class entfernt. Bei einer Gruppe benachbarter Polygone, die gemeinsame Kanten haben, wird die Mindestfläche auf die Gesamtfläche der Gruppe angewendet. Verwenden Sie den Parameter Zusammengefasste Punkte beibehalten, um einen Datensatz entfernter Polygone als Punkt-Features beizubehalten.

  • Multipart-Polygone werden als einzelne Teile vereinfacht.

  • Verwenden Sie den Parameter Zusammengefasste Punkte beibehalten (collapsed_point_option in Python), um eine Ausgabe-Point-Feature-Class zum Speichern von Punkten zu erstellen, die Polygone wiedergeben, die entfernt wurden, weil sie unterhalb der Mindestfläche liegen. Die Punktausgabe wird abgeleitet. Sie verwendet den gleichen Namen und die gleiche Position wie der Parameter Ausgabe-Feature-Class (out_feature_class in Python), jedoch mit einem _Pnt-Suffix. Die Ausgabe-Polygon-Feature-Class enthält alle Felder, die in der Eingabe-Feature-Class vorhanden sind. Die Ausgabe-Point-Feature-Class enthält keines dieser Felder.

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

    Ältere Versionen:

    In vorherigen Versionen dieses Werkzeugs konnten topologische Fehler bei der Verarbeitung erzeugt werden. Der Parameter Verarbeitung topologischer Fehler (error_option in Python) ist in der Syntax des Werkzeugs für Kompatibilität in Skripten und Modellen nach wie vor enthalten, wird aber nun ignoriert und aus dem Dialogfeld des Werkzeugs ausgeblendet.

    Das Feld SimPgnFlag wurde zur Kennzeichnung topologischer Fehler in der Ausgabe-Feature-Class verwendet, die vom Werkzeug bei der Verarbeitung verursacht wurden. Nun kennzeichnet dieses Feld Fehler, die in der Eingabe vorhanden waren. Außerdem haben frühere Versionen der Werkzeuge im Verlauf der Topologieauflösung Toleranzen pro Feature geändert und diese Werte in den Feldern MinSimpTol und MaxSimpTol gespeichert. In der aktuellen Implementierung sind 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.

  • Verwenden Sie den Parameter Eingabe-Barriere-Layer zum Identifizieren von Features, die nicht von vereinfachten Polygonen 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 diesem Fall, 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 Ausgabe-Feature-Class ist an den Partitionsrändern nahtlos und konsistent. Weitere Informationen erhalten Sie unter Generalisieren von großen Datasets mit Partitionen.

Syntax

SimplifyPolygon_cartography (in_features, out_feature_class, algorithm, tolerance, {minimum_area}, {error_option}, {collapsed_point_option}, {in_barriers})
ParameterErläuterungDatentyp
in_features

Die zu vereinfachenden Eingabe-Polygon-Features.

Feature Layer
out_feature_class

Die vereinfachte Ausgabe-Polygon-Feature-Class. Sie enthält alle Felder, die in der Eingabe-Feature-Class vorhanden sind. Die Ausgabe-Polygon-Feature-Class ist topologisch korrekt. Das Werkzeug verursacht keine Topologiefehler, topologische Fehler in den Eingabedaten werden jedoch in der Ausgabe-Polygon-Feature-Class gekennzeichnet. Die Ausgabe-Feature-Class umfasst zwei zusätzliche Felder: InPoly_FID und SimPgnFlag, die die Eingabe-Feature-IDs bzw. topologischen Fehler der Eingabe enthalten. Ein SimPgnFlag-Wert von 1 gibt an, dass ein topologischer Fehler bei der Eingabe vorliegt. 0 (Null) gibt an, dass kein Eingabefehler vorhanden ist.

Feature Class
algorithm

Dadurch wird der Algorithmus für die Polygonvereinfachung festgelegt.

  • POINT_REMOVEBehält die kritischen Punkte bei, die die wesentliche Form eines Polygon-Umrisses beibehalten. Alle anderen Punkte werden entfernt. Dies ist die Standardeinstellung.
  • BEND_SIMPLIFYBehält die kritischen Biegungen bei, und entfernt unwesentliche Biegungen aus einem Polygon.
  • WEIGHTED_AREABehält Stützpunkte bei, die Dreiecke der effektiven Fläche bilden.
String
tolerance

Der Grad der Vereinfachung wird durch die Toleranz bestimmt. Sie können eine bevorzugte Einheit auswählen. Anderenfalls werden die Einheiten der Eingabe verwendet. MinSimpTol und MaxSimpTol-Felder 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.
Linear Unit
minimum_area
(optional)

Festlegung der Mindestfläche für ein beizubehaltendes Polygon. Der Standardwert ist 0, das heißt, alle Polygone müssen beibehalten werden. Sie können eine bevorzugte Einheit für den angegebenen Wert auswählen. Anderenfalls werden die Einheiten der Eingabe verwendet.

Areal Unit
error_option
(optional)
Ältere Versionen:

Dies ist ein älterer Parameter, der nicht mehr verwendet wird. Er wurde früher verwendet, um zu bestimmen, 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.

String
collapsed_point_option
(optional)

Bestimmt, ob eine Ausgabe-Point-Feature-Class erstellt wird, um die Mittelpunkte aller Polygone zu speichern, die entfernt wurden, da sie kleiner als der Parameter minimum_area sind. Die Punktausgabe wird abgeleitet. Sie trägt den gleichen Namen wie die Ausgabe-Polygon-Feature-Class, die Sie mit dem Parameter out_feature_class angeben, jedoch mit einem _Pnt-Suffix, der sich im gleichen Ordner befindet.

  • KEEP_COLLAPSED_POINTSZeichnet die Mittelpunkte der Polygone auf, die entfernt wurden, da sie unterhalb der Mindestfläche in einer abgeleiteten Ausgabe-Point-Feature-Class liegen. Dies ist die Standardeinstellung.
  • NO_KEEPErstellen Sie keine abgeleitete Ausgabe-Point-Feature-Class.
Boolean
in_barriers
[in_barriers,...]
(optional)

Eingaben, die Features enthalten, die als Barrieren für die Vereinfachung fungieren. Resultierende vereinfachte Polygone berühren oder kreuzen keine Barrieren-Features. Beim Vereinfachen von Waldgebieten kreuzen die resultierenden vereinfachten Waldpolygone beispielsweise keine Straßen-Features, die als Barrieren definiert sind.

Feature Layer

Codebeispiel

SimplifyPolygon – Beispiel (Python-Fenster)

Das folgende Skript im Python-Fenster veranschaulicht, wie das Werkzeug SimplifyPolygon im unmittelbaren Modus verwendet wird.

import arcpy
import arcpy.cartography as CA
arcpy.env.workspace = "C:/data"
CA.SimplifyPolygon("soils.shp", "C:/output/output.gdb/simplified_soils", "POINT_REMOVE", 100)
SimplifyPolygon – Beispiel 2 (eigenständiges Skript)

Im folgenden eigenständigen Skript wird veranschaulicht, wie das Werkzeug SimplifyPolygon verwendet wird.

# Name: SimplifyPolygon_Example2.py
# Description: Eliminate small islands before simplifying and smoothing lake boundaries
 
# 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
inLakeFeatures = "lakes"
eliminatedFeatures = "C:/data/PortlandOutput.gdb/lakes_eliminated"
simplifiedFeatures = "C:/data/PortlandOutput.gdb/lakes_simplified"
smoothedFeatures = "C:/data/PortlandOutput.gdb/lakes_smoothed"
# Eliminate small islands in lake polygons.
DM.EliminatePolygonPart(inLakeFeatures, eliminatedFeatures, 100, "OR", 0, "CONTAINED_ONLY")
 
# Simplify lake polygons.
CA.SimplifyPolygon(eliminatedFeatures, simplifiedFeatures, "POINT_REMOVE", 50, 200, "#", "KEEP_COLLAPSED_POINTS")
 
# Smooth lake polygons.
CA.SmoothPolygon(simplifiedFeatures, smoothedFeatures, "PAEK", 100, "FLAG_ERRORS")

Lizenzinformationen

  • ArcGIS Desktop Basic: Nein
  • ArcGIS Desktop Standard: Ja
  • ArcGIS Desktop Advanced: Ja

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