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Räumliche Gewichtungsmatrix erstellen

Zusammenfassung

Hiermit wird eine Datei (.swm) mit einer räumlichen Gewichtungsmatrix erstellt, die die räumlichen Beziehungen zwischen Features in einem Dataset wiedergibt.

Weitere Informationen zur Funktionsweise von Räumliche Gewichtungsmatrix erstellen

Abbildung

Auf Polygonnachbarschaft basierende räumliche Gewichtungen
Auf Polygonnachbarschaft basierende räumliche Beziehungen, Beispiel Queens, New York: gemeinsame Kanten oder Knoten

Verwendung

  • Die Ausgabe dieses Werkzeugs ist eine Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix (.swm). Werkzeuge wie die Hot-Spot-Analyse, die erfordern, dass Sie eine Option für die Konzeptualisierung von räumlichen Beziehungen angeben, akzeptieren eine Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix; wählen Sie Räumliche Gewichtungen aus Datei abrufen für den Parameter Konzeptualisierung von räumlichen Beziehungen und geben Sie für den Parameter Gewichtungsmatrix-Datei den vollständigen Pfad zur Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix an, die mit diesem Werkzeug erstellt wurde.

  • Dieses Werkzeug gibt auch die Merkmale der erstellten Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix wieder: Anzahl der Features, Konnektivität, minimale, maximale und durchschnittliche Anzahl an Nachbarn. Diese Zusammenfassung wird während der Ausführung des Werkzeugs als Meldungen unten im Bereich Geoverarbeitung geschrieben. Sie können auf die Meldungen zugreifen, indem Sie mit der Maus auf die Fortschrittsleiste zeigen, auf die Pop-out-Schaltfläche klicken oder den Abschnitt "Meldungen" im Bereich Geoverarbeitung erweitern. Sie können auch auf die Meldungen für ein zuvor ausgeführtes Werkzeug über den Geoverarbeitungsverlauf zugreifen. Diese Zusammenfassung gibt an, ob alle Features mindestens einen Nachbarn aufweisen. Im Allgemeinen sind besonders bei großen Datasets eine Mindestzahl von 8 Nachbarn und ein niedriger Wert für die Feature-Konnektivität erwünscht.

  • Wählen Sie bei Raum/Zeit-Analysen Raum-Zeit-Fenster für den Parameter Konzeptualisierung von räumlichen Beziehungen aus. Raum definieren Sie über den Entfernungsschwellenwert, Zeit über ein Datums-/Uhrzeitfeld und einen Datums-/Uhrzeittyp (wie Stunden oder Tage) und einen Intervallwert von Datum/Uhrzeit. Der Intervallwert von Datum/Uhrzeit ist eine ganze Zahl. Wenn Sie z. B. 1000 Fuß eingeben, Stunden auswählen und als Intervallwert von Datum/Uhrzeit 3 angeben, werden Features, die sich in einer Entfernung von 1.000 Fuß und 3 Stunden voneinander befinden, als Nachbarn betrachtet.

  • Die Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix (.swm) dient dazu, die Konzeptualisierung der Beziehungen zwischen einer Gruppe von Features zu erstellen, zu speichern, für die Wiederverwendung bereitzustellen und freizugeben. Zur Verbesserung der Performance wird die Datei in einem binären Dateiformat erstellt. Feature-Beziehungen werden als dünnbesetzte Matrix gespeichert, sodass nur Nicht-Null-Beziehungen in die SWM-Datei geschrieben werden. Im Allgemeinen funktionieren die Werkzeuge immer noch einwandfrei, selbst wenn die SWM-Datei mehr als 15 Millionen Nicht-Null-Beziehungen enthält. Tritt ein Speicherfehler bei Verwendung der SWM-Datei auf, sollten Sie die Definition Ihrer Feature-Beziehungen überprüfen. Als Faustregel sollte eine Matrix mit einer räumlichen Gewichtung angestrebt werden, bei der jedes Feature mindestens 1 Nachbarn hat, die meisten Features 8 Nachbarn haben und kein Feature mehr als 1.000 Nachbarn hat.

  • Lagegleiche Punkte werden nicht zur Berechnung des standardmäßigen Entfernungsschwellenwertes verwendet.

  • Bei der Verwendung von Daten mit Koordinaten, die einen Z-Wert enthalten, ist der Entfernungsschwellenwert eine 3D-Entfernung.

  • Bei der Verwendung von Daten mit Koordinaten, die einen Z-Wert enthalten, werden nur folgende Konzeptualisierungen von räumlichen Beziehungen unterstützt: Inverse Entfernung, Feste Entfernung, Nächste Nachbarn (K) und Raum-Zeit-Fenster.

  • Wenn die Eingabe-Feature-Class Z-aktiviert ist, müssen die linearen Einheiten des vertikalen Koordinatensystems (VKS) mit den linearen Einheiten des horizontalen Koordinatensystems übereinstimmen. Wenn die Eingabe-Feature-Class über kein vertikales Koordinatensystems (VKS) verfügt, wird angenommen, dass die vertikale lineare Einheit mit der horizontalen linearen Einheit identisch ist.

  • Wenn die Eingabe-Feature-Class nicht projiziert ist (d. h., wenn Koordinaten in Grad, Minuten und Sekunden angegeben werden) oder als Ausgabe-Koordinatensystem ein geographisches Koordinatensystem festgelegt wurde, werden Entfernungen mit Sehnenmesswerten berechnet. Sehnenentfernungsmesswerte werden verwendet, weil sie schnell berechnet werden können und ausgezeichnete Schätzungen von echten geodätischen Entfernungen zulassen, zumindest für Punkte innerhalb von 30 Grad voneinander. Sehnenentfernungen basieren auf einem abgeplatteten Sphäroid. Im Fall von zwei beliebigen Punkten auf der Erdoberfläche ist die Sehnenentfernung zwischen diesen die Länge einer Linie, die durch die dreidimensionale Erde führt, um diese beiden Punkte zu verbinden. Sehnenentfernungen werden in Metern angegeben.

    Vorsicht:

    Achten Sie darauf, Ihre Daten zu projizieren, wenn sich der Untersuchungsbereich über 30 Grad hinaus erstreckt. Sehnenentfernungen erlauben keine sichere Schätzung von geodätischen Entfernungen über 30 Grad hinaus.

  • Wenn in der Analyse "Sehnenentfernungen" verwendet werden, sollte der Parameter Entfernungsband (falls angegeben) in Metern angegeben werden.

  • Für Linien- und Polygon-Features werden bei Entfernungsberechnungen Feature-Schwerpunkte verwendet. Für Multipoints, Polylinien oder Polygone mit mehreren Teilen wird der Schwerpunkt mithilfe des gewichteten arithmetischen Mittelpunkts aller Feature-Teile berechnet. Die Gewichtung für Punkt-Features ist 1, für Linien-Features "Länge" und für Polygon-Features "Fläche".

  • Eindeutiges ID-Feld ist mit Feature-Beziehungen verknüpft, die von der Ausführung dieses Werkzeugs abgeleitet werden. Infolgedessen müssen die Werte für Eindeutiges ID-Feld für jedes Feature eindeutig sein, und sie sollten in einem permanenten Feld enthalten sein, das bei der Feature-Class verbleibt. Falls Sie nicht über das Feld "Eindeutige ID" verfügen, können Sie dieses erstellen, indem Sie der Feature-Class-Tabelle ein neues Ganzzahlfeld (Feld hinzufügen) hinzufügen, und die Feldwerte so berechnen, dass sie dem Feld FID oder OBJECTID entsprechen (Feld berechnen). Da die Feldwerte FID und OBJECTID sich ändern können, wenn Sie eine Feature-Class kopieren oder bearbeiten, können Sie diese Felder nicht direkt für den Parameter Eindeutiges ID-Feld verwenden.

  • Bei INVERSE- und FIXED-Konzeptualisierungen von räumlichen Beziehungen kann der Parameter Anzahl der Nachbarn den Parameter für den Entfernungsschwellenwert überschreiben. Wenn Sie einen Entfernungsschwellenwert von 10 Meilen und für den Parameter Nachbaranzahl den Wert 3 angeben, erhalten alle Features mindestens 3 Nachbarn, selbst wenn der Entfernungsgrenzwert erhöht werden muss, um sie zu finden. Der Entfernungsschwellenwert wird nur in den Fällen erhöht, in denen die minimale Anzahl an Nachbarn nicht erreicht wird.

  • Mit der Option In Tabelle konvertieren für den Parameter Konzeptualisierung von räumlichen Beziehungen kann eine ASCII-Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix in eine SWM-formatierte Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix konvertiert werden. Zunächst müssen Sie dazu Ihre ASCII-Gewichtungen in eine formatierte Tabelle einfügen (z. B. in Excel).

    Vorsicht:

    Wenn Ihre Tabelle Gewichtungen für das Eigenpotenzial enthält, werden sie in der SWM-Ausgabedatei ausgelassen, und nur die standardmäßigen Eigenpotenzialwerte werden in Analysen verwendet. Der standardmäßige Eigenpotenzialwert für die Hot-Spot-Analyse ist 1, aber dieser Wert kann überschrieben werden, indem ein Wert im Eigenpotenzialfeld angegeben wird; bei allen anderen Werkzeugen ist der standardmäßige Eigenpotenzialwert 0.

  • Für Polygon-Features verwenden Sie fast immer Zeile für den Parameter Reihen-Standardisierung. Die Zeilenstandardisierung verringert die Verzerrung, wenn die Anzahl der Nachbarn der einzelnen Features eine Funktion des Aggregationsschemas oder Sampling-Prozesses ist, und die tatsächliche räumliche Verteilung der analysierten Variable nicht widergespiegelt wird.

  • Das Hilfethema Modellierungen räumlicher Beziehungen enthält weitere Informationen zu den Parametern dieses Werkzeugs.

  • Die Werkzeuge, die eine Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix verwenden können, projizieren die Feature-Geometrie vor der Analyse in das Ausgabekoordinatensystem, und alle mathematischen Berechnungen basieren auf dem Ausgabekoordinatensystem. Wenn die Einstellung des Ausgabekoordinatensystems nicht mit dem Raumbezug der Eingabe-Feature-Class übereinstimmt, sollten Sie daher bei allen Analysen, in denen die Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix verwendet wird, entweder sicherstellen, dass das Ausgabekoordinatensystem mit den Einstellungen übereinstimmt, die beim Erstellen der Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix verwendet wurden, oder die Eingabe-Feature-Class projizieren, sodass sie dem mit der Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix verknüpften Raumbezug entspricht.

  • Vorsicht:

    Denken Sie beim Verwenden von Shapefiles daran, dass diese keine NULL-Werte speichern können. Werkzeuge oder andere Verfahren zur Erstellung von Shapefiles aus Nicht-Shapefile-Eingaben speichern oder interpretieren NULL-Werte möglicherweise als Wert 0. In manchen Fällen werden NULL-Werte in Shapefiles als sehr große negative Werte gespeichert. Dies kann zu unerwarteten Ergebnissen führen. Weitere Informationen finden Sie unter Überlegungen zur Geoverarbeitung für die Shapefile-Ausgabe.

Syntax

GenerateSpatialWeightsMatrix_stats (Input_Feature_Class, Unique_ID_Field, Output_Spatial_Weights_Matrix_File, Conceptualization_of_Spatial_Relationships, {Distance_Method}, {Exponent}, {Threshold_Distance}, {Number_of_Neighbors}, {Row_Standardization}, {Input_Table}, {Date_Time_Field}, {Date_Time_Interval_Type}, {Date_Time_Interval_Value}, Use_Z_values)
ParameterErklärungDatentyp
Input_Feature_Class

Die Feature-Class, für die die räumlichen Beziehungen zwischen Features bewertet werden.

Feature Class
Unique_ID_Field

Ein Ganzzahlfeld, das für jedes Feature in der Eingabe-Feature-Class einen anderen Wert enthält. Falls Sie kein Feld mit einer eindeutigen ID verwenden, können Sie dieses erstellen. Fügen Sie dazu der Feature-Class-Tabelle ein Ganzzahlfeld hinzu und berechnen Sie die Feldwerte so, dass sie dem Feld "FID" oder "OBJECTID" entsprechen.

Field
Output_Spatial_Weights_Matrix_File

Der vollständige Pfad für die Datei mit der räumlichen Gewichtungsmatrix (.swm), die Sie erstellen möchten.

File
Conceptualization_of_Spatial_Relationships

Gibt an, wie räumliche Beziehungen zwischen Features konzeptualisiert werden.

  • INVERSE_DISTANCEDer Einfluss eines Features auf ein anderes Feature nimmt mit zunehmender Entfernung ab.
  • FIXED_DISTANCEAlle Elemente, die sich innerhalb der angegebenen kritischen Entfernung zum Feature befinden, werden in die Analyse einbezogen, alle außerhalb gelegenen Elemente werden ausgeschlossen.
  • K_NEAREST_NEIGHBORSDie nächstgelegenen k Features werden in die Analyse einbezogen; k ist dabei ein festgelegter numerischer Parameter.
  • CONTIGUITY_EDGES_ONLYPolygon-Features mit einer gemeinsamen Grenze sind Nachbarn.
  • CONTIGUITY_EDGES_CORNERSPolygon-Features mit einer gemeinsamen Grenze und/oder einem gemeinsamen Knoten sind Nachbarn.
  • DELAUNAY_TRIANGULATIONEin Netz nicht überlappender Dreiecke wird auf Grundlage der Feature-Schwerpunkte erstellt; mit den Dreiecksknoten verknüpfte Features, die gemeinsame Kanten aufweisen, sind Nachbarn.
  • SPACE_TIME_WINDOWFeatures, die sich innerhalb einer bestimmten Entfernung und eines bestimmten Zeitintervalls voneinander befinden, sind Nachbarn.
  • CONVERT_TABLERäumliche Beziehungen werden in einer Tabelle definiert.
String
Distance_Method
(optional)

Gibt an, wie Entfernungen von den einzelnen Features zu benachbarten Features berechnet werden.

  • EUCLIDEANDie geradlinige Entfernung zwischen zwei Punkten (die als Luftlinie gemessene Entfernung).
  • MANHATTANDie Entfernung zwischen zwei Punkten, die entlang von rechtwinkligen Achsen gemessen werden (Gebäudeblock). Für die Berechnung werden die (absoluten) Differenzen zwischen den X- und Y-Koordinaten berechnet.
String
Exponent
(optional)

Parameter für die INVERSE_DISTANCE-Berechnung. Typische Werte sind 1 oder 2.

Double
Threshold_Distance
(optional)

Gibt einen Entfernungsgrenzwert für die Konzeptualisierungen Inverse Entfernung und Feste Entfernung von räumlichen Beziehungen an. Dieser Wert sollte in den Einheiten des Ausgabe-Koordinatensystems der Umgebung eingegeben werden. Definiert die Größe des Raumfensters für die Konzeptualisierung Raum-Zeit-Fenster von räumlichen Beziehungen.

Der Wert null gibt an, dass kein Entfernungsschwellenwert angewendet wird. Ist dieser Parameter leer, wird ein Standardschwellenwert basierend auf der Ausdehnung der Ausgabe-Feature-Class und der Anzahl von Features berechnet.

Double
Number_of_Neighbors
(optional)

Eine Ganzzahl, die die minimale oder genaue Anzahl an Nachbarn angibt. Bei K_NEAREST_NEIGHBORS hat jedes Feature exakt diese angegebene Anzahl von Nachbarn. Bei INVERSE_DISTANCE oder FIXED_DISTANCE hat jedes Feature mindestens diese Anzahl von Nachbarn (der Entfernungsgrenzwert wird zum Erreichen dieser Nachbaranzahl bei Bedarf vorübergehend erweitert). Wenn eine der Konzeptualisierungen von räumlichen Beziehungen für Nachbarschaften ausgewählt ist, dann wird jedes Polygon dieser Mindestanzahl von Nachbarn zugewiesen. Für Polygone mit einer geringeren Anzahl von zusammenhängenden Nachbarn basieren zusätzliche Nachbarn auf der Nachbarschaft von Feature-Schwerpunkten.

Long
Row_Standardization
(optional)

Eine Reihen-Standardisierung wird immer dann empfohlen, wenn die Verteilung der Features aufgrund eines Referenzpunktschemas oder eines auferlegten Aggregationsschemas möglicherweise verzerrt ist.

  • ROW_STANDARDIZATIONRäumliche Gewichtungen werden nach Zeile standardisiert. Jede Gewichtung wird durch ihre Zeilensumme dividiert. Dies ist die Standardeinstellung.
  • NO_STANDARDIZATIONEs wird keine Standardisierung räumlicher Gewichtungen angewendet.
Boolean
Input_Table
(optional)

Eine Tabelle mit numerischen Gewichtungen, die Beziehungen zwischen allen Features in der Eingabe-Feature-Class herstellt. Erforderliche Felder sind die eindeutige ID der Eingabe-Feature-Class, die NID (Nachbar-ID) und WEIGHT.

Table
Date_Time_Field
(optional)

Ein Datumsfeld mit einem Zeitstempel für jedes Feature.

Field
Date_Time_Interval_Type
(optional)

Die Einheiten zum Messen von Zeit.

  • SECONDSSekunden
  • MINUTESMinuten
  • HOURSStunden
  • DAYSTage
  • WEEKSWochen
  • MONTHS30 Tage
  • YEARSJahre
String
Date_Time_Interval_Value
(optional)

Eine ganze Zahl, die die Anzahl an Zeiteinheiten wiedergibt, die das Zeitfenster bilden.

Wenn Sie z. B. HOURS für den Intervalltyp von Datum/Uhrzeit auswählen und als Intervallwert von Datum/Uhrzeit 3 angeben, beträgt das Zeitfenster 3 Stunden; Features, die sich innerhalb des Raum- und Zeitfensters befinden, sind Nachbarn.

Long
Use_Z_values
  • USE_Z_VALUESZ-Werte werden in der Konstruktion der räumlichen Gewichtungsmatrix verwendet.
  • DO_NOT_USE_Z_VALUESZ-Werte werden ignoriert, und nur X- und Y-Koordinaten werden bei der Konstruktion der räumlichen Gewichtungsmatrix berücksichtigt. Dies ist die Standardeinstellung.
Boolean

Codebeispiel

Räumliche Gewichtungsmatrix erstellen - Beispiel 1 (Python-Fenster)

Das folgende Skript veranschaulicht die Verwendung des Werkzeugs GenerateSpatialWeightsMatrix im Python-Fenster.

import arcpy
arcpy.env.workspace = "C:/data"
arcpy.GenerateSpatialWeightsMatrix_stats("911Count.shp", "MYID", "euclidean6Neighs.swm", "K_NEAREST_NEIGHBORS", "#", "#", "#", 6, "NO_STANDARDIZATION")
GenerateSpatialWeightsMatrix – Beispiel 2 (eigenständiges Skript)

Das folgende eigenständige Python-Skript veranschaulicht, wie Sie das Werkzeug GenerateSpatialWeightsMatrix verwenden.

# Analyze the spatial distribution of 911 calls in a metropolitan area
# using the Hot-Spot Analysis Tool (Local Gi*)
# Import system modules
import arcpy
# Set property to overwrite existing output, by default
arcpy.env.overwriteOutput = True
# Local variables...
workspace = "C:/Data"
try:
    # Set the current workspace (to avoid having to specify the full path to the feature classes each time)
    arcpy.env.workspace = workspace
    # Copy the input feature class and integrate the points to snap
    # together at 500 feet
    # Process: Copy Features and Integrate
    cf = arcpy.CopyFeatures_management("911Calls.shp", "911Copied.shp",
                         "#", 0, 0, 0)
    integrate = arcpy.Integrate_management("911Copied.shp #", "500 Feet")
    # Use Collect Events to count the number of calls at each location
    # Process: Collect Events
    ce = arcpy.CollectEvents_stats("911Copied.shp", "911Count.shp", "Count", "#")
    # Add a unique ID field to the count feature class
    # Process: Add Field and Calculate Field
    af = arcpy.AddField_management("911Count.shp", "MyID", "LONG", "#", "#", "#", "#",
                     "NON_NULLABLE", "NON_REQUIRED", "#",
                     "911Count.shp")
    
    cf = arcpy.CalculateField_management("911Count.shp", "MyID", "[FID]", "VB")
    # Create Spatial Weights Matrix for Calculations
    # Process: Generate Spatial Weights Matrix... 
    swm = arcpy.GenerateSpatialWeightsMatrix_stats("911Count.shp", "MYID",
                        "euclidean6Neighs.swm",
                        "K_NEAREST_NEIGHBORS",
                        "#", "#", "#", 6,
                        "NO_STANDARDIZATION") 
    # Hot Spot Analysis of 911 Calls
    # Process: Hot Spot Analysis (Getis-Ord Gi*)
    hs = arcpy.HotSpots_stats("911Count.shp", "ICOUNT", "911HotSpots.shp", 
                     "GET_SPATIAL_WEIGHTS_FROM_FILE",
                     "EUCLIDEAN_DISTANCE", "NONE",
                     "#", "#", "euclidean6Neighs.swm")
except:
    # If an error occurred when running the tool, print out the error message.
    print(arcpy.GetMessages())

Umgebungen

Ausgabe-Koordinatensystem

Die Feature-Geometrie wird vor der Analyse in das Ausgabe-Koordinatensystem projiziert, damit die für den Parameter Entfernungsschwellenwert eingegebenen Werte zu jenen passen, die im Ausgabe-Koordinatensystem angegeben sind. Alle mathematischen Berechnungen basieren auf dem Raumbezug des Ausgabe-Koordinatensystems. Wenn das Ausgabe-Koordinatensystem auf Grad, Minuten und Sekunden basiert, werden geodätische Entfernungen mithilfe von Sehnenentfernungen in Metern geschätzt.

Lizenzinformationen

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

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