Geostatistische Gauß-Simulationen (Geostatistical Analyst)

Mit der Geostatistical Analyst-Lizenz verfügbar.

Zusammenfassung

Führt eine bedingte oder bedingungslose geostatistische Simulation basierend auf einem einfachen Kriging-Modell durch. Die simulierten Raster können als gleich wahrscheinliche Realisierungen des Kriging-Modells betrachtet werden.

Weitere Informationen zur Funktionsweise des Werkzeugs "Geostatistische Gauß-Simulationen"

Verwendung

• Der geostatistische Eingabe-Layer muss das Ergebnis der Durchführung eines einfachen Kriging an einem Dataset sein. Geostatistische Layer, die mit anderen Kriging-Methoden erstellt wurden, können mit diesem Werkzeug nicht verwendet werden.

  Außerdem:

  • Um sicherzustellen dass die Eingabedaten einer Standardnormalverteilung unterliegen, wird eine Z-Transformation der Daten empfohlen.
  • An gruppierten (geclusterten) Daten sollte (unter Verwendung der Zelle oder des Polygons mit einer Methode zum Zuschneiden auf die Umrisslinie) ein Declustering durchgeführt werden, damit das Eingabehistogramm die Stichprobe einer Grundgesamtheit präzise darstellt. Dieses Histogramm wird (im Durchschnitt) in den Realisierungen reproduziert.

• Um bedingte Realisierungen zu generieren, sollten die Daten mit den Bedingungen mit den Daten identisch sein, die zum Konstruieren des einfachen Kriging-Modells, auf dem die Simulation basieren soll, verwendet wurden. Jedoch können andere Datasets zum Setzen der Bedingungen für die Realisierungen verwendet werden.

• Die durch dieses Werkzeug generierte Ausgabe kann wie folgt identifiziert werden:

  • Zum Benennen der simulierten Raster wird das Präfix mit dem Zusatz s0 bis sN (N ist die Anzahl der Realisierungen) verwendet, wenn die Option "Simulierte Raster speichern" ausgewählt wurde.
  • Zum Benennen der Ausgabe-Raster wird das Präfix mit dem Zusatz MIN, MAX, MEAN, STDDEV, QUARTILE1, MEDIAN, QUARTILE3, QUANTILE bzw. P_THRSHLD verwendet, wenn diese Nachbearbeitungsoptionen ausgewählt wurden.
  • Zum Benennen der Ausgabe-Polygon-Feature-Class wird das Präfix mit abgehängtem Namen der Polygon-Feature-Class verwendet, wenn die Nachbearbeitung für Interessenbereiche (statistische Polygone) ausgewählt wurde.

• Verwenden Sie unterschiedliche Präfixe, um die Ausgaben verschiedener Simulationsläufe zu identifizieren. Wenn Sie dasselbe Präfix verwenden, dann werden alle vorherigen Ergebnisse, die mit diesem Präfix beginnen, gelöscht, bevor die neuen Ergebnisse erstellt werden. Die Ausgaben verschiedener Simulationsläufe können aber auch in separaten Ordnern oder Geodatabases gespeichert werden.

• Wenn statistische Eingabe-Polygone angegeben wurden, dann enthält die Ausgabe-Polygon-Feature-Class die Summenstatistik der Werte, die in jedem Polygon simuliert wurden. Weitere Informationen zu diesen Summenstatistiken finden Sie unter Funktionsweise der geostatistischen Gauß-Simulationen.

• Polygone, die einen Interessenbereich darstellen, müssen vollständig in der Ausdehnung des simulierten Rasters enthalten sein. Wenn ein Teil eines Polygons durch NoData-Werte in den simulierten Rastern abgedeckt ist, dann enthält die Attributtabelle dieses Polygons ungültige Ergebnisse. In diesem Fall enthält das Feld CELL_COUNT die (als negativen Wert angegebene) Anzahl der Zellen mit simulierten Werten innerhalb des Polygons.

• Dieses Werkzeug verwendet bei der Ausführung einen Zufallszahlengenerator. Der verwendete Startwert lässt sich in der Umgebung des Zufallszahlengenerators ändern.

  • Wenn der Startwert 0 (der Standardwert) verwendet wird, dann werden bei jeder Ausführung des Werkzeugs andere Zufallszahlen verwendet, mit denen ein Satz weiterer Simulationen generiert wird.
  • Wenn der Zufallszahlen-Startwert auf eine feste Zahl größer als 0 festgelegt ist, erzeugt das Werkzeug bei jeder Ausführung dieselben Simulationen, bis der Startwert geändert wird.

  Hinweis:

  Es wird nur der Zufallszahlengenerator vom Typ Mersenne Twister unterstützt; wenn ACM599 – Sammelalgorithmus oder Standard C Rand ausgewählt wird, wird stattdessen Mersenne Twister verwendet.

• Wenn Sie festgelegt haben, dass die simulierten Raster gespeichert werden sollen, dann werden nur die ersten beiden Raster im Inhaltsverzeichnis in ArcMap hinzugefügt. Sie können jedoch zum Ausgabe-Workspace navigieren und den Rest selbst hinzufügen.

• Bei bedingten Simulationen wird für die Punkte des Bedingungs-Datasets, die in derselben Zelle liegen, der Durchschnitt gebildet, und für die Realisierungen werden die Bedingungen so festgelegt, dass dieser Durchschnittswert berücksichtigt werden soll. Das bedeutet, dass bei großen Ausgabezellen, in denen naturgemäß (relativ) viele Punkte in derselben Zelle liegen, der Durchschnitt für diese vielen Punkte gebildet wird, während für die Realisierungen die Bedingungen so festgelegt sind, dass diese (relativ) wenigen Durchschnittswerte berücksichtigt werden sollen.

• Wenn Begrenzungs-Features angegeben wurden, dann werden alle Features oder Raster in der Umgebungseinstellung "Maske" ignoriert.

• Aktuelle Softwareeinschränkungen:

  • Die maximale Raster-Größe ist auf maximal 2.049² Zellen beschränkt (also 2.049 Zeilen mal 2.049 Spalten für ein quadratisches Raster).
  • Die maximale Anzahl der Realisierungen, die bei einer einzelnen Ausführung angefordert werden können, beträgt 4.500. Beachten Sie, dass die maximale Anzahl der Raster, die in einem Workspace enthalten sein können, 4.999 beträgt.
  • Simulationen, die auf regelmäßigen Semivariogramm-Modellen (J-Bessel und Locheffekt) basieren, sind möglicherweise ungenau.

• Mit der Fehlermeldung Nicht genügend Arbeitsspeicher zum Ausführen der angeforderten Operation wird möglicherweise darauf hingewiesen, dass bei der angeforderten Zellengröße ein Ausgabe-Raster erstellt wird, das zu groß ist.

• Für Datenformate, die NULL-Werte unterstützen, z. B. Feature-Classes in File-Geodatabases, wird ein NULL-Wert verwendet, um anzugeben, dass für den Standort keine Vorhersage erstellt werden konnte oder dass der angezeigte Wert bei der Verwendung als Eingabe ignoriert werden soll. Für Datenformate, die NULL-Werte nicht unterstützen, z. B. Shapefiles, wird der Wert -1,7976931348623158e+308 (der negative Wert der in C++ definierten Konstanten DBL_MAX) verwendet, um anzugeben, dass für diese Position keine Vorhersage erstellt werden konnte.

Parameter

Dialogfeld

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Geostatistischer Eingabe-Layer	Geostatistischer Eingabe-Layer, der aus einem einfachen Kriging-Modell resultiert.	Geostatistical Layer
Anzahl von Realisierungen	Die Anzahl der durchzuführenden Simulationen.	Long
Ausgabe-Workspace	Speichert alle Ergebnisse der Simulation. Der Workspace kann ein Ordner oder eine Geodatabase sein.	Workspace
Ausgabe-Simulationspräfix	Ein aus einem bis drei Zeichen bestehendes alphanumerisches Präfix, das automatisch den Namen der Ausgabe-Datasets hinzugefügt wird.	String
Eingabe-Bedingungs-Features (optional)	Die Features, die zum Setzen der Bedingungen für die Realisierungen verwendet werden. Wenn dieser Parameter leer gelassen wird, werden bedingungslose Realisierungen erstellt.	Feature Layer
Bedingungsfeld (optional)	Das Feld, das zum Setzen der Bedingungen für die Realisierungen verwendet wird. Wenn dieser Parameter leer gelassen wird, werden bedingungslose Realisierungen erstellt.	Field
Ausgabe-Zellengröße (optional)	Die Zellengröße im zu erstellenden Ausgabe-Raster. Dieser Wert kann unter Umgebungen explizit über den Parameter Zellengröße festgelegt werden. Falls er nicht festgelegt wird, ist die Zellengröße der kleinere Wert der Breite bzw. Höhe der Ausdehnung von Eingabe-Punkt-Features im Eingaberaumbezug, dividiert durch 250.	Analysis Cell Size
Eingabe-Begrenzungs-Features (optional)	Beschränkt die Analyse auf das Begrenzungspolygon dieser Features. Wenn Punkt-Features eingegeben wurden, wird automatisch ein Polygon mit konvexer Hülle erstellt. Die Realisierungen werden dann innerhalb dieses Polygons durchgeführt. Wenn Begrenzungs-Features angegeben wurden, dann werden alle Features oder Raster in der Umgebungseinstellung "Maske" ignoriert.	Feature Layer
Simulierte Raster speichern (optional)	Gibt an, ob die simulierten Raster auf der Festplatte gespeichert werden oder nicht. Aktiviert: Gibt an, dass die simulierten Raster auf der Festplatte gespeichert werden sollen. Deaktiviert: Gibt an, dass die simulierten Raster nicht auf der Festplatte gespeichert werden sollen.	Boolean
Quantil (optional)	Quantil-Wert, für den das Ausgabe-Raster generiert werden soll.	Double
Schwellenwert (optional)	Der Schwellenwert, für den das Ausgabe-Raster generiert werden soll. Angegeben wird dieser Wert als Prozentsatz der Häufigkeit, mit der der festgelegte Schwellenwert für jede einzelne Zelle überschritten wurde.	Double
Statistische Eingabe-Polygone (optional)	Diese Polygone stellen Interessenbereiche dar, für die Summenstatistiken berechnet werden. Wenn statistische Polygone angegeben wurden, dann wird die Ausgabe-Polygon-Feature-Class im Ausgabe-Workspace gespeichert. Dabei erhält sie den Namen der Eingabe-Polygone, dem das Ausgabe-Simulationspräfix vorangestellt ist. Wenn zum Beispiel die statistischen Eingabe-Polygone den Namen myPolys tragen und Sie aaa als Ausgabe-Präfix angegeben haben, dann erhalten die Ausgabe-Polygone den Namen aaamyPolys und werden im angegebenen Ausgabe-Workspace gespeichert.	Feature Layer
Raster-Statistiktyp (optional)	Die simulierten Raster werden Zelle für Zelle nachbearbeitet. Dabei wird jeder ausgewählte Statistiktyp berechnet und in einem Ausgabe-Raster angegeben. Minimum—Berechnet das Minimum (kleinster Wert). Maximum—Berechnet das Maximum (größter Wert). Mittelwert—Berechnet den Mittelwert (Durchschnitt). Standardabweichung—Berechnet die Standardabweichung. Erstes Quartil—Berechnet das 25. Quantil. Medianwert—Berechnet den Medianwert. Drittes Quartil—Berechnet das 75. Quantil. Quantil—Berechnet ein benutzerdefiniertes Quantil (0 < Q < 1). Wahrscheinlichkeitsschwellenwert—Berechnet den Prozentsatz der Simulationen, bei denen der Zellenwert einen benutzerdefinierten Schwellenwert überschreitet.	String
Messwertfehler-Bedingungsfeld (optional)	Ein Feld, das den Messfehler für jeden Punkt in den Bedingungs-Features angibt. Für jedes Bedingungs-Feature sollte der Wert dieses Feldes einer Standardabweichung des für das Feature gemessenen Wertes entsprechen. Verwenden Sie dieses Feld, wenn die Messfehlerwerte nicht an jeder Stichprobenposition gleich sind. Eine häufige Quelle nicht konstanter Messfehler ist, dass die Daten mit unterschiedlichen Geräten gemessen werden. Die Geräte können unterschiedlich genau sein und daher unterschiedliche Messfehler erzeugen. Beispiel: Ein Thermometer rundet auf das nächste ganze Grad, ein anderes rundet auf das nächste Zehntelgrad. Die Variabilität der Messwerte wird oft vom Hersteller des Messgeräts angegeben oder ist aus der empirischen Praxis bekannt. Lassen Sie diesen Parameter leer, wenn es keine Messfehlerwerte gibt oder die Messfehlerwerte unbekannt sind.	Field

Abgeleitete Ausgabe

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Ausgabe-Workspace	Der Workspace, der die Ergebnisse der Simulation enthält.	Workspace
Statistische Ausgabe-Polygone	Die statistischen Ausgabe-Polygone.	Feature Class
Ausgabe-Simulations-Raster	Die Ausgabe-Simulations-Raster.	Raster Layer
Ausgabe-Statistik-Raster	Die Ausgabe-Statistik-Raster.	Raster Layer
Konvergenz	Der Ausgabewert der Konvergenz.	Double

Python

arcpy.ga.GaussianGeostatisticalSimulations(in_geostat_layer, number_of_realizations, output_workspace, output_simulation_prefix, {in_conditioning_features}, {conditioning_field}, {cell_size}, {in_bounding_dataset}, {save_simulated_rasters}, {quantile}, {threshold}, {in_stats_polygons}, {raster_stat_type}, {conditioning_measurement_error_field})

Name	Erläuterung	Datentyp
in_geostat_layer	Geostatistischer Eingabe-Layer, der aus einem einfachen Kriging-Modell resultiert.	Geostatistical Layer
number_of_realizations	Die Anzahl der durchzuführenden Simulationen.	Long
output_workspace	Speichert alle Ergebnisse der Simulation. Der Workspace kann ein Ordner oder eine Geodatabase sein.	Workspace
output_simulation_prefix	Ein aus einem bis drei Zeichen bestehendes alphanumerisches Präfix, das automatisch den Namen der Ausgabe-Datasets hinzugefügt wird.	String
in_conditioning_features (optional)	Die Features, die zum Setzen der Bedingungen für die Realisierungen verwendet werden. Wenn dieser Parameter leer gelassen wird, werden bedingungslose Realisierungen erstellt.	Feature Layer
conditioning_field (optional)	Das Feld, das zum Setzen der Bedingungen für die Realisierungen verwendet wird. Wenn dieser Parameter leer gelassen wird, werden bedingungslose Realisierungen erstellt.	Field
cell_size (optional)	Die Zellengröße im zu erstellenden Ausgabe-Raster. Dieser Wert kann unter Umgebungen explizit über den Parameter Zellengröße festgelegt werden. Falls er nicht festgelegt wird, ist die Zellengröße der kleinere Wert der Breite bzw. Höhe der Ausdehnung von Eingabe-Punkt-Features im Eingaberaumbezug, dividiert durch 250.	Analysis Cell Size
in_bounding_dataset (optional)	Beschränkt die Analyse auf das Begrenzungspolygon dieser Features. Wenn Punkt-Features eingegeben wurden, wird automatisch ein Polygon mit konvexer Hülle erstellt. Die Realisierungen werden dann innerhalb dieses Polygons durchgeführt. Wenn Begrenzungs-Features angegeben wurden, dann werden alle Features oder Raster in der Umgebungseinstellung "Maske" ignoriert.	Feature Layer
save_simulated_rasters (optional)	Gibt an, ob die simulierten Raster auf der Festplatte gespeichert werden oder nicht. SAVE_SIMULATIONS—Gibt an, dass die simulierten Raster auf der Festplatte gespeichert werden sollen. DO_NOT_SAVE_SIMULATIONS—Gibt an, dass die simulierten Raster nicht auf der Festplatte gespeichert werden sollen.	Boolean
quantile (optional)	Quantil-Wert, für den das Ausgabe-Raster generiert werden soll.	Double
threshold (optional)	Der Schwellenwert, für den das Ausgabe-Raster generiert werden soll. Angegeben wird dieser Wert als Prozentsatz der Häufigkeit, mit der der festgelegte Schwellenwert für jede einzelne Zelle überschritten wurde.	Double
in_stats_polygons (optional)	Diese Polygone stellen Interessenbereiche dar, für die Summenstatistiken berechnet werden. Wenn in_stats_polygons angegeben wurden, dann wird die Ausgabe-Polygon-Feature-Class an der durch output_workspace definierten Position gespeichert. Dabei erhält sie den Namen der Eingabe-Polygone, dem das output_simulation_prefix vorangestellt ist. Wenn zum Beispiel die statistischen Eingabe-Polygone den Namen myPolys tragen und Sie aaa als Ausgabe-Präfix angegeben haben, dann erhalten die Ausgabe-Polygone den Namen aaamyPolys und werden im angegebenen Ausgabe-Workspace gespeichert.	Feature Layer
raster_stat_type [raster_stat_type,...] (optional)	Die simulierten Raster werden Zelle für Zelle nachbearbeitet. Dabei wird jeder ausgewählte Statistiktyp berechnet und in einem Ausgabe-Raster angegeben. MIN—Berechnet das Minimum (kleinster Wert). MAX—Berechnet das Maximum (größter Wert). MEAN—Berechnet den Mittelwert (Durchschnitt). STDDEV—Berechnet die Standardabweichung. QUARTILE1—Berechnet das 25. Quantil. MEDIAN—Berechnet den Medianwert. QUARTILE3—Berechnet das 75. Quantil. QUANTILE—Berechnet ein benutzerdefiniertes Quantil (0 < Q < 1). P_THRSHLD—Berechnet den Prozentsatz der Simulationen, bei denen der Zellenwert einen benutzerdefinierten Schwellenwert überschreitet.	String
conditioning_measurement_error_field (optional)	Ein Feld, das den Messfehler für jeden Punkt in den Bedingungs-Features angibt. Für jedes Bedingungs-Feature sollte der Wert dieses Feldes einer Standardabweichung des für das Feature gemessenen Wertes entsprechen. Verwenden Sie dieses Feld, wenn die Messfehlerwerte nicht an jeder Stichprobenposition gleich sind. Eine häufige Quelle nicht konstanter Messfehler ist, dass die Daten mit unterschiedlichen Geräten gemessen werden. Die Geräte können unterschiedlich genau sein und daher unterschiedliche Messfehler erzeugen. Beispiel: Ein Thermometer rundet auf das nächste ganze Grad, ein anderes rundet auf das nächste Zehntelgrad. Die Variabilität der Messwerte wird oft vom Hersteller des Messgeräts angegeben oder ist aus der empirischen Praxis bekannt. Lassen Sie diesen Parameter leer, wenn es keine Messfehlerwerte gibt oder die Messfehlerwerte unbekannt sind.	Field

Abgeleitete Ausgabe

Name	Erläuterung	Datentyp
out_workspace	Der Workspace, der die Ergebnisse der Simulation enthält.	Workspace
out_polygon_stat	Die statistischen Ausgabe-Polygone.	Feature Class
out_raster_simulation	Die Ausgabe-Simulations-Raster.	Raster Layer
out_raster_stat	Die Ausgabe-Statistik-Raster.	Raster Layer
out_convergence_value	Der Ausgabewert der Konvergenz.	Double

Codebeispiel

GaussianGeostatisticalSimulations – Beispiel 1 (Python-Fenster)

Durchführen einer bedingungslosen Simulation.

import arcpy
arcpy.env.workspace = "C:/gapyexamples/data"
arcpy.GaussianGeostatisticalSimulations_ga("C:/gapyexamples/data/kriging.lyr", "10",
                                           "C:/gapyexamples/output", "ggs", "", "",
                                           "2000", "", "", "", "", "", "MEAN")

GaussianGeostatisticalSimulations – Beispiel 2 (eigenständiges Skript)

Durchführen einer bedingungslosen Simulation.

# Name: GaussianGeostatisticalSimulations_Example_02.py
# Description: This tool performs conditional or unconditional geostatistical
#              simulation based on a Simple Kriging model.
# Requirements: Geostatistical Analyst Extension

# Import system modules
import arcpy

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

# Set local variables
inLayer = "C:/gapyexamples/data/kriging.lyr"
numRealizations = 10
outWorkspace = "C:/gapyexamples/output"
cellSize = 2000
prefix = "ggs"
rasstatType = "MEAN"
conFeatures = ""
conField = ""
boundingData = ""
savesimRasters = ""
quantile = ""
threshold = ""
statsPolygons = ""
errorField = ""

# Execute GaussianGeostatisticalSimulations
arcpy.GaussianGeostatisticalSimulations_ga(
    inLayer, numRealizations, outWorkspace, prefix, conFeatures, conField, 
    cellSize, boundingData, savesimRasters, quantile, threshold, 
    statsPolygons, rasstatType, errorField)

Umgebungen

Zellengröße, Aktueller Workspace, Ausdehnung, Geographische Transformationen, Maske, Ausgabe-Koordinatensystem, Faktor für parallele Verarbeitung, Zufallszahlengenerator, Scratch-Workspace, Fang-Raster

Lizenzinformationen

• Basic: Erfordert Geostatistical Analyst
• Standard: Erfordert Geostatistical Analyst
• Advanced: Erfordert Geostatistical Analyst