Disponible con una licencia de Spatial Analyst.
Puede usar las herramientas Expandir y Encoger para generalizar o simplificar rásteres. A diferencia de las herramientas Filtro mayoritario y Refinado de límites, Expandir y Encoger permiten abordar la generalización a zonas concretas. En función de la herramienta que utilice, puede hacer que determinadas zonas sean más grandes o más pequeñas. También puede controlar la cantidad de generalización que se producirá.
Ambas herramientas tienen dos métodos entre los que elegir. El primero es un enfoque morfológico matemático. El otro es un enfoque basado en la distancia.
Comparación entre Expandir y Encoger
El funcionamiento de ambas herramientas se basa en permitir que determinadas zonas reemplacen celdas de otras zonas.
Expandir
Con la herramienta Expandir, las zonas seleccionadas aumentan su tamaño al expandirse en otras zonas. Conceptualmente, puede visualizar los Valores de zona seleccionados como zonas en primer plano, mientras que el resto de valores permanecen en zonas en segundo plano. Las zonas en primer plano se pueden expandir en zonas en segundo plano.
Encoger
Con la herramienta Encoger, las zonas seleccionadas se encogen o reducen su tamaño, puesto que las celdas de otras zonas se expanden sobre ellas. Conceptualmente, los Valores de zona seleccionados se consideran zonas en primer plano, mientras que el resto de valores de zona se consideran zonas en segundo plano. Con esta herramienta, las celdas en las zonas de primer plano se pueden reemplazar por celdas en las zonas de segundo plano.
También es probable que se reemplacen las islas finas dentro de una zona, que pueden verse como que comparten límites con la zona
Cantidad de generalización
Es posible controlar la cantidad de generalización con el parámetro Número de celdas. De manera predeterminada, el valor es 1, por lo que en función de la herramienta que se utilice, las zonas seleccionadas se expandirán o encogerán según la cantidad que corresponda al tamaño de una celda. Para aumentar el grado de generalización, puede especificar un valor mayor para este parámetro. Conceptualmente, es como ejecutar la herramienta tantas veces como el número especificado, siendo los resultados de la ejecución anterior la entrada a la iteración subsiguiente
Métodos
Dispone de dos métodos al generalizar rásteres con las herramientas Expandir y Encoger, de morfología matemática y basado en la distancia.
Morfología matemática
El enfoque morfológico matemático aplica un elemento de estructuración al ráster para extraer conocimiento de él. Hay varias formas posibles, siendo la más común un cuadrado de 3 por 3 celdas. Durante la operación, cada celda del ráster que se procesa se activa para su inclusión o exclusión en el conjunto de la zona seleccionada (Matheron, 1967 y Sera, 1982). Los algoritmos han evolucionado desde el procesamiento de imágenes binarias en los albores de este procesamiento hasta la aplicación de entradas con varios valores de zona, además de tamaños seleccionables del elemento de estructuración. Para este método, las herramientas Expandir y Encoger usan un elemento de estructuración cuadrado de 3x3.
Basado en la distancia
El enfoque basado en la distancia supone que las celdas con valores de zona de entrada seleccionadas son orígenes. Se considera que cada celda del ráster de entrada está relacionada con la distancia desde ella hasta la celda de origen más cercana. La distancia se limita a la distancia euclidiana en múltiplos enteros de la resolución de celda del ráster de entrada.
Se evalúan las siguientes condiciones para determinar cuál será el valor de salida final de alguna celda concreta dentro de esta distancia. Mientras que las descripciones corresponden a la herramienta Expandir, se aplican los mismos principios a la herramienta Encoger.
- Si una celda solo puede encontrar un tipo de celda de origen de zona dentro del rango de distancia permitida, dicha celda se expandirá con ese valor de zona.
- Si una celda tiene varios tipos de valores de zona dentro de la distancia permitida, dicha celda se expandirá según el valor de la zona más cercana.
- Si una celda tiene varios tipos de celdas de origen dentro de la distancia permitida y hay dos o más celdas de origen dentro de la misma distancia (un enlace), el algoritmo hará primero un recuento de la contribución de cada una de las zonas de origen. La zona con la máxima contribución global se usará como el valor de salida de esa celda.
- Si el enlace se mantiene, significa que dos o más zonas de origen son las más cercanas y sus contribuciones son iguales. En este caso, la celda se expandirá según el origen que tenga el valor de celda más pequeño.
Ejemplos
A continuación, se muestran ejemplos de uso de estas herramientas con sus parámetros respectivos de Método de expansión o Método Encoger establecidos en la opción predeterminada Morfológico.
Ejemplo de Expandir
En la siguiente imagen, se aplica la herramienta Expandir al ráster de entrada con la zona 5 expandiéndose en una celda. Tenga en cuenta que la zona 5 está expandida en los valores NoData en la parte inferior derecha.
Ejemplo de Encoger
En la siguiente imagen, se aplica la herramienta Encoger al ráster de entrada, de forma que la zona 5 se encoge por una celda. La zona 5 tiene un ancho que no supera dos celdas de área; por lo tanto, todas las celdas que contienen 5 se reemplazan por el valor de mayor frecuencia en la vecindad. NoData invade dos ubicaciones en la parte inferior derecha, ya que es el valor de la mayor frecuencia en las dos ubicaciones.
En la siguiente imagen, se aplica Encoger al ráster de entrada, de forma que las zonas 4 y 6 se encogen por una celda. En la esquina superior izquierda, se mantiene un valor de 4, ya que es más profundo que una celda.
Para especificar más de un valor de zona en Python, use corchetes para definir una lista de valores múltiples.
Referencias
Matheron, G., Elements pour une Theorie del Milieux Poreux, Masson, París, 1967
Serra, J. Image Analysis and Mathematical Morphology, Academic Press, Londres 1982