Polygon vereinfachen (Kartografie)

Zusammenfassung

Vereinfacht Polygone, indem relativ überflüssige Stützpunkte entfernt werden, während die wesentliche Form erhalten bleibt.

Abbildung

Beispielergebnisse der Vereinfachungsalgorithmen werden hier zum Vergleich gezeigt.

Verwendung

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

  Die Optionen für den Parameter Vereinfachungsalgorithmus sind unten aufgeführt.

  • Der Algorithmus Kritische Punkte beibehalten (Douglas-Peucker) ("POINT_REMOVE" in Python) identifiziert und entfernt relativ redundante Stützpunkte, um die Daten für die Darstellung in kleineren Maßstäben zu vereinfachen. Er ist die schnellste Option des Vereinfachungsalgorithmus in diesem Werkzeug. Diese Option wird häufig zur Datenkomprimierung oder für eine grobere Vereinfachung verwendet. Die entstehenden Polygon-Umrisse weisen mit zunehmender Toleranz deutlich mehr Winkel auf.
  • Der Algorithmus Kritische Biegungen beibehalten (Wang-Müller) ("BEND_SIMPLIFY" in Python) identifiziert und entfernt relativ unbedeutende Biegungen, um die Daten für die Darstellung 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.
  • Der Algorithmus Gewichtete effektive Flächen beibehalten (Zhou-Jones) ("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 den Polygon-Umriss zu vereinfachen, während so viele Eigenschaften wie möglich beibehalten werden.
  • Der Algorithmus Effektive Flächen beibehalten (Visvalingam-Whyatt) ("EFFECTIVE_AREA" in Python) identifiziert Dreiecke der effektiven Fläche für jeden Stützpunkt, um das Entfernen von Stützpunkten zu steuern und den Polygon-Umriss zu vereinfachen, während möglichst viele Eigenschaften beibehalten werden.

• 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, in denen die verwendete Toleranz gespeichert wird.

  • 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.

• Polygone, die kleiner sind als der Wert des Parameters 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, um eine Ausgabe-Point-Feature-Class zum Speichern von Punkten zu erstellen, die Polygone wiedergeben, die entfernt werden, weil sie kleiner als die Mindestfläche sind. Die Punktausgabe wird abgeleitet. Sie verwendet den gleichen Namen und die gleiche Position wie der Parameterwert Ausgabe-Feature-Class, jedoch mit einem _Pnt-Suffix. Die Ausgabe-Polygon-Feature-Class enthält alle Felder aus der Eingabe-Feature-Class. Die Ausgabe-Point-Feature-Class enthält keines dieser Felder.

• Bei der Vereinfachung der Geometrie können topologische Fehler wie Schnittpunkte mit sich selbst und Überlappungen zwischen Features entstehen. Der Parameter Verarbeitung topologischer Fehler hat drei Optionen für diese Fälle:

  • Nicht auf topologische Fehler überprüfen: Topologische Fehler werden nicht ermittelt. Die Verarbeitung ist schneller. Verwenden Sie diese Option, wenn Sie der topologischen Genauigkeit der Daten vertrauen.
  • Topologische Fehler kennzeichnen: Topologische Fehler werden ermittelt und gekennzeichnet. Die Ausgabe-Feature-Class enthält die Felder InPoly_FID und SimPgnFlag. Das Feld InPoly_FID enthält die IDs der Eingabe-Features. Das Feld SimPgnFlag enthält den Wert 1, wenn ein topologischer Fehler vorliegt, oder den Wert 0 (Null), wenn kein Fehler vorhanden ist.
  • Topologische Fehler lösen: Topologische Fehler werden nicht in der Ausgabe erzeugt, und bei Fehlern in der Eingabe werden an den Schnittpunkten Stützpunkte eingefügt. Vorhandene topologische Beziehungen zwischen Features wie gemeinsame Kanten werden beibehalten. Die Bearbeitung nimmt mehr Zeit in Anspruch. Die Ausgabe-Feature-Class enthält die Felder InPoly_FID und SimPgnFlag. Das Feld InPoly_FID enthält die ID des Eingabe-Features. Folgende Werte sind für das Feld SimPgnFlag möglich:
    • 0 = Es liegen keine topologischen Fehler vor.
    • 1 = Die Eingabe enthält einen topologischen Fehler.
    • 2 = Das Feature wurde durch eine Partition aufgeteilt, und die Teile sind jetzt kleiner als die Mindestfläche nach der Vereinfachung. Dieses Flag wird möglicherweise nur für ein Teil des Teilungs-Features angezeigt. Diese Features verbleiben in der Ausgabe-Feature-Class. Dies ist nur der Fall, wenn die Umgebungseinstellung Kartografische Partitionen verwendet wird.

  Vorversion:

  Im Verlauf der Topologieauflösung haben frühere Versionen des Werkzeugs 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. Passen Sie vorhandene Modelle und Skripte an, die auf diesen Feldern 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 Geodatabase-Feldeigenschaften 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.

  Vorsicht:

  Die Umgebungseinstellung "Kartografische Partitionen" wird ignoriert, wenn der Parameter Verarbeitung topologischer Fehler auf Nicht auf topologische Fehler überprüfen oder Topologische Fehler kennzeichnen gesetzt wird.

Parameter

Dialogfeld

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Eingabe-Features	Die Eingabe-Polygon-Features, die vereinfacht werden.	Feature Layer
Ausgabe-Feature-Class	Die vereinfachte Ausgabe-Polygon-Feature-Class. Sie enthält alle Felder der Eingabe-Feature-Class. 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 die Felder InPoly_FID und SimPgnFlag, die die Eingabe-Feature-IDs bzw. topologischen Fehler oder Abweichungen der Eingabe enthalten. Die SimPgnFlag-Attributwerte lauten wie folgt: SimPgnFlag = 0 gibt an, dass es keine Fehler gibt. SimPgnFlag = 1 gibt an, dass es einen topologischen Fehler gibt. SimPgnFlag = 2 gibt Features an, die von einer Partition aufgeteilt wurden und sich nach der Vereinfachung unterhalb der Mindestfläche befinden. Dieses Flag wird möglicherweise nur für ein Teil des Teilungs-Features angezeigt. Diese Features verbleiben in der Ausgabe-Feature-Class. Diese Situation tritt nur dann auf, wenn die Umgebungseinstellung Kartografische Partitionen verwendet wird.	Feature Class
Vereinfachungsalgorithmus	Gibt den Polygon-Vereinfachungsalgorithmus an, der verwendet wird. Kritische Punkte beibehalten (Douglas-Peucker)—Kritische Punkte, die die wesentliche Form einer Polygon-Umrisslinie bewahren, werden beibehalten. Alle anderen Punkte werden entfernt (Douglas-Peucker). Dies ist die Standardeinstellung. Kritische Biegungen beibehalten (Wang-Müller)—Kritische Biegungen werden beibehalten, und unwesentliche Biegungen werden aus der Linie entfernt (Wang-Müller). Gewichtete effektive Flächen beibehalten (Zhou-Jones)—Stützpunkte, die Dreiecke einer effektiven Fläche bilden und nach Dreiecksform gewichtet wurden (Zhou-Jones), werden beibehalten. Effektive Flächen beibehalten (Visvalingam-Whyatt)—Stützpunkte, die Dreiecke einer effektiven Fläche bilden, werden beibehalten (Visvalingam-Whyatt).	String
Vereinfachungstoleranz	Der zu verwendende Vereinfachungsgrad. Sie können eine bevorzugte Einheit auswählen. Anderenfalls werden die Einheiten der Eingabe verwendet. Die Felder MinSimpTol und MaxSimpTol werden der Ausgabe hinzugefügt, um die Toleranz zu speichern, die bei der Verarbeitung angewendet 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
Mindestfläche (optional)	Die Mindestfläche für ein beizubehaltendes Polygon. Der Standardwert ist 0, das heißt, alle Polygone müssen beibehalten werden. Sie können eine bevorzugte Einheit auswählen, andernfalls werden die Einheiten der Eingabe verwendet.	Areal Unit
Verarbeitung topologischer Fehler (optional)	Gibt an, wie topologische Fehler behandelt werden sollen. Topologische Fehler können während des Vereinfachungsprozesses auftreten, wie z. B. sich kreuzende oder überlappende Linien. Nicht auf topologische Fehler überprüfen—Topologische Fehler werden nicht erkannt. Dies ist die Standardeinstellung. Topologische Fehler kennzeichnen—Topologische Fehler werden gekennzeichnet. Topologische Fehler lösen—Topologische Fehler werden gelöst.	String
Zusammengefasste Punkte beibehalten (optional)	Gibt an, ob eine Ausgabe-Point-Feature-Class zum Speichern der Mittelpunkte von Polygonen erstellt wird, die entfernt werden, da sie kleiner als der Parameterwert Mindestfläche sind. Die Punktausgabe wird abgeleitet. Sie verwendet den gleichen Namen und die gleiche Position wie der Parameterwert Ausgabe-Feature-Class, jedoch mit einem _Pnt-Suffix. Aktiviert: Es wird eine abgeleitete Ausgabe-Point-Feature-Class zum Speichern der Mittelpunkte von Polygonen erstellt, die entfernt werden, da sie kleiner als der Parameter für die Mindestfläche sind. Dies ist die Standardeinstellung. Deaktiviert: Eine abgeleitete Ausgabe-Point-Feature-Class wird nicht erstellt.	Boolean
Eingabe-Barriere-Layer (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

Abgeleitete Ausgabe

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Zu Null-Fläche zusammengefasste Polygone	Wenn der Parameter Zusammengefasste Punkte beibehalten verwendet wird, wird eine Ausgabe-Point-Feature-Class zum Speichern von Punkten erstellt, die Polygone wiedergeben, die entfernt werden, weil sie kleiner als die Mindestfläche sind.	Feature Class

Python

arcpy.cartography.SimplifyPolygon(in_features, out_feature_class, algorithm, tolerance, {minimum_area}, {error_option}, {collapsed_point_option}, {in_barriers})

Name	Erläuterung	Datentyp
in_features	Die Eingabe-Polygon-Features, die vereinfacht werden.	Feature Layer
out_feature_class	Die vereinfachte Ausgabe-Polygon-Feature-Class. Sie enthält alle Felder der Eingabe-Feature-Class. 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 die Felder InPoly_FID und SimPgnFlag, die die Eingabe-Feature-IDs bzw. topologischen Fehler oder Abweichungen der Eingabe enthalten. Die SimPgnFlag-Attributwerte lauten wie folgt: SimPgnFlag = 0 gibt an, dass es keine Fehler gibt. SimPgnFlag = 1 gibt an, dass es einen topologischen Fehler gibt. SimPgnFlag = 2 gibt Features an, die von einer Partition aufgeteilt wurden und sich nach der Vereinfachung unterhalb der Mindestfläche befinden. Dieses Flag wird möglicherweise nur für ein Teil des Teilungs-Features angezeigt. Diese Features verbleiben in der Ausgabe-Feature-Class. Diese Situation tritt nur dann auf, wenn die Umgebungseinstellung Kartografische Partitionen verwendet wird.	Feature Class
algorithm	Gibt den Polygon-Vereinfachungsalgorithmus an, der verwendet wird. POINT_REMOVE—Kritische Punkte, die die wesentliche Form einer Polygon-Umrisslinie bewahren, werden beibehalten. Alle anderen Punkte werden entfernt (Douglas-Peucker). Dies ist die Standardeinstellung. BEND_SIMPLIFY—Kritische Biegungen werden beibehalten, und unwesentliche Biegungen werden aus der Linie entfernt (Wang-Müller). WEIGHTED_AREA—Stützpunkte, die Dreiecke einer effektiven Fläche bilden und nach Dreiecksform gewichtet wurden (Zhou-Jones), werden beibehalten. EFFECTIVE_AREA—Stützpunkte, die Dreiecke einer effektiven Fläche bilden, werden beibehalten (Visvalingam-Whyatt).	String
tolerance	Der zu verwendende Vereinfachungsgrad. Sie können eine bevorzugte Einheit auswählen. Anderenfalls werden die Einheiten der Eingabe verwendet. Die Felder MinSimpTol und MaxSimpTol werden der Ausgabe hinzugefügt, um die Toleranz zu speichern, die bei der Verarbeitung angewendet 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
minimum_area (optional)	Die Mindestfläche für ein beizubehaltendes Polygon. Der Standardwert ist 0, das heißt, alle Polygone müssen beibehalten werden. Sie können eine bevorzugte Einheit auswählen, andernfalls werden die Einheiten der Eingabe verwendet.	Areal Unit
error_option (optional)	Gibt an, wie topologische Fehler behandelt werden sollen. Topologische Fehler können während des Vereinfachungsprozesses auftreten, wie z. B. sich kreuzende oder überlappende Linien. NO_CHECK—Topologische Fehler werden nicht erkannt. Dies ist die Standardeinstellung. FLAG_ERRORS—Topologische Fehler werden gekennzeichnet. RESOLVE_ERRORS—Topologische Fehler werden gelöst.	String
collapsed_point_option (optional)	Gibt an, ob eine Ausgabe-Point-Feature-Class zum Speichern der Mittelpunkte von Polygonen erstellt wird, die entfernt werden, da sie kleiner als der Parameterwert für minimum_area sind. Die Punktausgabe wird abgeleitet. Sie verwendet den gleichen Namen und die gleiche Position wie der Parameterwert out_feature_class, aber mit einem _Pnt-Suffix. KEEP_COLLAPSED_POINTS—Es wird eine abgeleitete Ausgabe-Point-Feature-Class zum Speichern der Mittelpunkte von Polygonen erstellt, die entfernt werden, da sie kleiner als der Parameter für die Mindestfläche sind. Dies ist die Standardeinstellung. NO_KEEP—Eine abgeleitete Ausgabe-Point-Feature-Class wird nicht erstellt.	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

Abgeleitete Ausgabe

Name	Erläuterung	Datentyp
out_point_feature_class	Wenn KEEP_COLLAPSED_ POINTS für den Parameter collapsed_point_option verwendet wird, wird eine Ausgabe-Point-Feature-Class zum Speichern von Punkten erstellt, die Polygone wiedergeben, die entfernt werden, weil sie kleiner als die Mindestfläche sind.	Feature Class

Codebeispiel

SimplifyPolygon: Beispiel 1 (Python-Fenster)

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

import arcpy
arcpy.env.workspace = "C:/data"
arcpy.cartography.SimplifyPolygon(
    "soils.shp", 
    "C:/output/output.gdb/simplified_soils", 
    "POINT_REMOVE", 
    100)

SimplifyPolygon: Beispiel 2 (eigenständiges Skript)

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

# Name: SimplifyPolygon_Example2.py
# Description: Eliminate small islands before simplifying and smoothing lake 
#              boundaries.

# Import system modules
import arcpy
 
# 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.
arcpy.management.EliminatePolygonPart(inLakeFeatures, eliminatedFeatures, 100, 
                                      "OR", 0, "CONTAINED_ONLY")
 
# Simplify lake polygons
arcpy.cartography.SimplifyPolygon(eliminatedFeatures, simplifiedFeatures, 
                                  "POINT_REMOVE", 50, 200, "#", 
                                  "KEEP_COLLAPSED_POINTS")

# Smooth lake polygons
arcpy.cartography.SmoothPolygon(simplifiedFeatures, smoothedFeatures, "PAEK", 100, 
                 "FLAG_ERRORS")

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

Lizenzinformationen

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