Densidad de kernel espaciotemporal (Spatial Analyst)

Disponible con una licencia de Spatial Analyst.

Resumen

Amplía los cálculos de densidad de kernel a partir del análisis de la posición relativa y la magnitud de las entidades de entrada para incluir otras dimensiones como el tiempo y la profundidad (elevación). El resultado identifica el área de magnitud por unidad utilizando múltiples funciones kernel para ajustar una superficie suavemente cónica a cada punto de entrada.

Más información sobre cómo funciona Densidad de kernel espaciotemporal

Uso

• Debe proporcionar un valor para el parámetro Campo de elevación (elevation_field en Python) o el parámetro Campo de tiempo (time_field en Python), o ambos. Aunque la herramienta mostrará inicialmente ambos como obligatorios, una vez que se ha proporcionado un valor para uno de ellos, el otro pasa a ser opcional.

  Las funciones kernel se definen a partir de los valores de los parámetros proporcionados. Cuando se proporciona el valor del parámetro Campo de elevación, el kernel se extiende a lo largo del eje de dirección (z). Cuando se proporciona el valor del parámetro Campo de tiempo, el kernel se extiende a lo largo del eje temporal (t). Cuando se proporcionan ambos valores, los kernels se extienden a lo largo del eje z y del eje t.

  Si solo se proporciona uno de los valores de estos parámetros, la salida será un ráster tridimensional. Si se proporcionan los dos valores de los parámetros, la salida será un ráster de cuatro dimensiones.

• Solo los puntos que se encuentran dentro de una vecindad se tienen en cuenta en el cálculo de la densidad. Si ningún punto cae dentro de la vecindad de una celda en particular, NoData se asigna a esa celda.

• La herramienta genera un ráster de salida en formato NetCDF o ráster de nube (CRF). La ubicación y el nombre que proporciona para el ráster de salida determina el formato en el que se crea. Para el valor del parámetro Ráster de salida, utilice la extensión .nc para crear la salida en formato netCDF. Utilice la extensión .crf para crear un ráster CRF de salida. La herramienta generará un ráster CRF de forma predeterminada.

• Puede crear una salida de capa vóxel con el parámetro Capa vóxel de salida opcional. Este parámetro solo está disponible si el valor del parámetro Ráster de salida se configura para crear la salida NetCDF con la extensión .nc. Si intenta especificar una salida de capa vóxel mediante el uso de la extensión .crf correspondiente a un ráster CRF en el parámetro Ráster de salida, la herramienta generará un mensaje de error y no funcionará.

• Si ejecuta la herramienta en una escena local con los mismos sistemas de coordenadas horizontales y verticales que las entidades de entrada, se agregará una capa vóxel a la escena que le permitirá explorar interactivamente los resultados. Aparece una notificación en la que se indica que el sistema de coordenadas es desconocido si no se define ninguno. También puede agregar el ráster NetCDF de salida como una capa vóxel utilizando la herramienta Crear capa vóxel multidimensional o el cuadro de diálogo Agregar capa vóxel multidimensional.

  Puede convertir el ráster netCDF de salida en un ráster multidimensional utilizando la herramienta Copiar ráster. También puede agregarlo a un mapa como una capa de entidades o una capa ráster con la herramienta Crear capa de entidades NetCDF o con la herramienta Crear capa ráster NetCDF, respectivamente.

  La capa vóxel generada es una capa temporal que no se conservará a menos que se guarde con la herramienta Guardar en archivo de capa. Puede utilizar la herramienta Crear contenido de capa de escena de vóxel para crear un paquete de capas de escena (archivo .slpk) a partir de una entrada de capa de vóxel.

• Valores muy grandes o muy pequeños en el parámetro Campo de población (population_field en Python) pueden producir resultados que parezcan poco intuitivos. Si el valor medio del campo de población es mucho mayor que 1 (por ejemplo, como sucede con las poblaciones en las ciudades), el radio predeterminado de búsqueda puede ser muy pequeño, lo cual generaría pequeños anillos alrededor de los puntos de entrada. Si el valor medio del campo de población es mucho menor que 1, el radio de búsqueda calculado puede ser injustificadamente grande. En estos casos, puede proporcionar un radio de búsqueda personalizado.

• El parámetro Tamaño de celda (cell_size en Python) puede definirse mediante un valor numérico u obtenerse a partir de un dataset ráster existente. Si no se ha proporcionado el tamaño de celda como valor del parámetro, se deriva del entorno Tamaño de celda si se ha especificado. Si no se ha proporcionado el tamaño de celda del parámetro ni el tamaño de celda del entorno, pero se ha configurado el entorno Ráster de alineación, se utilizará el tamaño de celda del ráster de alineación. Si no se especifica nada, el tamaño de celda se calculará a partir de la anchura o la altura de la extensión dividida entre 250, donde la extensión se encuentra en el sistema de coordenadas de salida especificado en el entorno.

• Si el tamaño de celda se especifica usando un valor numérico, la herramienta lo usa directamente para el ráster de salida.

  Si el tamaño de celda se especifica mediante un dataset ráster, el parámetro muestra la ruta del dataset ráster en lugar del valor del tamaño de celda. El tamaño de celda de ese dataset ráster se usa directamente en el análisis, siempre que la referencia espacial del dataset sea la misma que la referencia espacial de salida. Si la referencia espacial del dataset es diferente de la referencia espacial de salida, se proyectará en función del valor de Método de proyección de tamaño de celda especificado.

• El parámetro Valores resultantes (resultant_values en Python) especifica lo que representan los valores ráster de salida. Si se especifica Densidades (DENSITIES en Python), los valores representan el valor de la densidad del kernel por área de unidad para cada celda. Si se especifica Recuentos esperados (EXPECTED_COUNTS en Python), los valores representan la densidad del kernel por área de celda.

• La opción Planar del parámetro Método (method en Python) resulta adecuada si el análisis se va a realizar a escala local con una proyección que mantiene el área y la distancia correctas de manera precisa. La opción Geodésica es adecuada si el análisis se va a realizar a escala regional o a gran escala. Este método tiene en cuenta la curvatura del esferoide y trata correctamente los datos cercanos a los polos y a la línea internacional de cambio de fecha.

• Para los formatos de datos que admiten valores nulos, como las clases de entidad de geodatabase de archivos, se ignorará un valor nulo cuando se utilice como entrada.

• Consulte Entornos de análisis y Spatial Analyst para obtener detalles adicionales sobre los entornos de geoprocesamiento que se aplican a esta herramienta.

• Referencias:

  Härdle, W. K., Müller, M, Sperlich, S., and Werwatz, A. Nonparametric and semiparametric models (Vol. 1). Berlin: Springer, 2004.

  Hu, Y., Wang, F., Guin, C., and Zhu, H. "A spatio-temporal kernel density estimation framework for predictive crime hotspot mapping and evaluation." Applied geography, 99, 2018, 89-97.

  Nakaya, T., and Yano, K. "Visualising crime clusters in a space‐time cube: An exploratory data analysis approach using space time kernel density estimation and scan statistics." Transactions in GIS, 14(3), 2010, 223-239.

  Silverman, B. W. Density Estimation for Statistics and Data Analysis. New York: Chapman and Hall, 1986.

Parámetros

Cuadro de diálogo

Etiqueta	Explicación	Tipo de datos
Entidades de puntos de entrada	Las entidades de punto de entrada cuya densidad se calculará.	Feature Layer
Campo de población	Campo que denota los valores de población para cada entidad. La población es el recuento o la cantidad que se expandirá a lo largo del paisaje para crear una superficie continua. Los valores del campo de población pueden ser enteros o de punto flotante. Use Ninguno si no se utilizará un elemento o valor especial y cada entidad se contará una sola vez.	Field
Campo de elevación (Opcional)	El campo que denota los valores de elevación para cada entidad. Los valores del campo de elevación pueden ser enteros o de punto flotante. Utilice Vacío para admitir la densidad de kernel 3D con tiempo. Para las entidades 3D, se agregará un pseudocampo, Shape.Z, a la lista de campos.	Field
Unidad del campo de elevación (Opcional)	Especifica la unidad de medición que se utilizará para el valor del campo de elevación de entrada. La opción predeterminada es metros. Utilice la unidad apropiada para representar los valores del valor del parámetro Campo de elevación. Pulgada—Se utilizarán las pulgadas. Pie—Se utilizarán los pies. Yarda—Se utilizarán las yardas. Millas (EE. UU.)—Se utilizarán las millas de EE. UU. Milla náutica—Se utilizarán las millas náuticas. Milímetro—Se utilizarán los milímetros. Centímetro—Se utilizarán los centímetros. Contador—Se utilizarán los metros. Kilómetros—Se utilizarán los kilómetros. Decímetro—Se utilizarán los decímetros.	String
Campo de tiempo (Opcional)	El campo que denota los valores de tiempo de cada entidad.	Field
Tamaño de celda (Opcional)	El tamaño de celda del ráster multidimensional de salida que se creará. El valor se puede definir mediante un valor numérico u obtenerse a partir de un dataset ráster existente. Si no se proporciona ningún tamaño de celda, se usará el valor del tamaño de celda del entorno si se ha especificado; de lo contrario, se utilizarán reglas adicionales para calcularlo a partir de las otras entradas. Consulte el uso de la herramienta para más detalles.	Analysis Cell Size
Radio de búsqueda (x e y) (Opcional)	El radio de búsqueda en el plano x,y dentro del cual se calculará la densidad. Proporcione el valor y las unidades adecuadas. Por ejemplo, para incluir todas las entidades dentro de una vecindad de 1 milla cuando las unidades son metros, fije el radio de búsqueda en 1609,344 (1 milla = 1609,344 metros). Las unidades se basan en la unidad lineal de la referencia espacial de salida de forma predeterminada.	Linear Unit
Radio de búsqueda (z) (Opcional)	La distancia de búsqueda vertical en la dirección z dentro de la cual se calculará la densidad. Esta distancia vertical se utilizará para buscar entidades en las direcciones ascendente y descendente a lo largo del eje z. Proporcione el valor y las unidades adecuadas.	Linear Unit
Buscar en la ventana de tiempo (t) (Opcional)	El rango de búsqueda de tiempo dentro del cual se calculará la densidad. Proporcione el valor y las unidades adecuadas.	Time Unit
Valores resultantes (Opcional)	Especifica qué representarán los valores del ráster de salida. Dado que el valor de la celda de salida está relacionado con el tamaño de celda especificado, el ráster resultante no se puede remuestrear con otro tamaño de celda. Densidades—Los valores de salida representarán el valor de densidad calculado por área de unidad para cada celda. Esta es la opción predeterminada. Recuentos esperados—Los valores de salida representarán el valor de densidad calculado por área de celda.	String
Método (Opcional)	Especifica si se va a utilizar la tierra plana (planar) o la ruta más corta en un método de esferoide (geodésico). Planar—Se utilizará la distancia planar entre entidades. Esta es la opción predeterminada. Geodésica—Se utilizará la distancia geodésica entre entidades.	String
Elevación mínima (Opcional)	Elevación mínima (más baja) que se utilizará para la salida del ráster multidimensional.	Double
Elevación máxima (Opcional)	Elevación máxima (más alta) que se utilizará para la salida del ráster multidimensional.	Double
Intervalo de elevación (Opcional)	El intervalo de elevación entre las divisiones de la salida del ráster multidimensional. El valor debe ser mayor que cero.	Double
Unidad de elevación (Opcional)	Especifica la unidad del intervalo de elevación que se utilizará para la salida del ráster multidimensional. El valor predeterminado es metros. Pulgada—Se utilizarán las pulgadas. Pie—Se utilizarán los pies. Yarda—Se utilizarán las yardas. Millas (EE. UU.)—Se utilizarán las millas de EE. UU. Milla náutica—Se utilizarán las millas náuticas. Milímetro—Se utilizarán los milímetros. Centímetro—Se utilizarán los centímetros. Contador—Se utilizarán los metros. Kilómetros—Se utilizarán los kilómetros. Decímetro—Se utilizarán los decímetros.	String
Hora de inicio (Opcional)	El tiempo inicial que se utilizará para la salida del ráster multidimensional.	Date
Hora de finalización (Opcional)	El tiempo final que se utilizará para la salida del ráster multidimensional.	Date
Intervalo de tiempo (Opcional)	El intervalo de tiempo entre las divisiones de la salida del ráster multidimensional. El valor debe ser mayor que cero.	Double
Unidad de intervalo de tiempo (Opcional)	Especifica la unidad del intervalo de tiempo que se utilizará para la salida del ráster multidimensional. El valor predeterminado es día. Segundo—La unidad de intervalo de tiempo será segundos. Minuto—La unidad de intervalo de tiempo será minutos. Hora—La unidad de intervalo de tiempo será horas. Día—La unidad de intervalo de tiempo será días. Semana—La unidad de intervalo de tiempo será semanas.	String
Capa vóxel de salida (Opcional)	Capa vóxel de salida basada en datos volumétricos almacenados en el ráster netCDF de salida. Este tipo de salida solo puede crearse cuando el parámetro Ráster de salida se configura para crear un ráster netCDF con la extensión .nc.	Voxel Layer

Valor de retorno

Etiqueta	Explicación	Tipo de datos
Ráster de salida	Dataset ráster multidimensional de densidad del kernel de salida. La extensión de nombre de archivo determina el formato de la salida. Use .crf para crear un ráster CRF. Use .nc para crear un ráster netCDF. La salida predeterminada es un ráster CRF. Siempre es un ráster de punto flotante.	Raster

Python

SpaceTimeKernelDensity(in_features, population_field, {elevation_field}, {elevation_field_unit}, {time_field}, {cell_size}, {kernel_search_radius_xy}, {kernel_search_radius_z}, {kernel_search_time_window}, {resultant_values}, {method}, {min_elevation}, {max_elevation}, {elevation_interval}, {elevation_unit}, {start_time}, {end_time}, {time_interval}, {time_interval_unit}, {out_voxel_layer})

Nombre	Explicación	Tipo de datos
in_features	Las entidades de punto de entrada cuya densidad se calculará.	Feature Layer
population_field	Campo que denota los valores de población para cada entidad. La población es el recuento o la cantidad que se expandirá a lo largo del paisaje para crear una superficie continua. Los valores del campo de población pueden ser enteros o de punto flotante. Use '' si no se utilizará ningún elemento ni valor especial y cada entidad se contará una sola vez.	Field
elevation_field (Opcional)	El campo que denota los valores de elevación para cada entidad. Los valores del campo de elevación pueden ser enteros o de punto flotante. Utilice '' para admitir la densidad de kernel 3D con tiempo. Para las entidades 3D, se agregará un pseudocampo, Shape.Z, a la lista de campos.	Field
elevation_field_unit (Opcional)	Especifica la unidad de medición que se utilizará para el valor del campo de elevación de entrada. La opción predeterminada es metros. Utilice la unidad apropiada para representar los valores del valor del parámetro elevation_field. INCH—Se utilizarán las pulgadas. FOOT—Se utilizarán los pies. YARD—Se utilizarán las yardas. MILE_US—Se utilizarán las millas de EE. UU. NAUTICAL_MILE—Se utilizarán las millas náuticas. MILLIMETER—Se utilizarán los milímetros. CENTIMETER—Se utilizarán los centímetros. METER—Se utilizarán los metros. KILOMETER—Se utilizarán los kilómetros. DECIMETER—Se utilizarán los decímetros.	String
time_field (Opcional)	El campo que denota los valores de tiempo de cada entidad.	Field
cell_size (Opcional)	El tamaño de celda del ráster multidimensional de salida que se creará. El valor se puede definir mediante un valor numérico u obtenerse a partir de un dataset ráster existente. Si no se proporciona ningún tamaño de celda, se usará el valor del tamaño de celda del entorno si se ha especificado; de lo contrario, se utilizarán reglas adicionales para calcularlo a partir de las otras entradas. Consulte el uso de la herramienta para más detalles.	Analysis Cell Size
kernel_search_radius_xy (Opcional)	El radio de búsqueda en el plano x,y dentro del cual se calculará la densidad. Proporcione el valor y las unidades adecuadas. Por ejemplo, para incluir todas las entidades dentro de una vecindad de 1 milla cuando las unidades son metros, fije el radio de búsqueda en 1609,344 (1 milla = 1609,344 metros). Las unidades se basan en la unidad lineal de la referencia espacial de salida de forma predeterminada.	Linear Unit
kernel_search_radius_z (Opcional)	La distancia de búsqueda vertical en la dirección z dentro de la cual se calculará la densidad. Esta distancia vertical se utilizará para buscar entidades en las direcciones ascendente y descendente a lo largo del eje z. Proporcione el valor y las unidades adecuadas.	Linear Unit
kernel_search_time_window (Opcional)	El rango de búsqueda de tiempo dentro del cual se calculará la densidad. Proporcione el valor y las unidades adecuadas.	Time Unit
resultant_values (Opcional)	Especifica qué representarán los valores del ráster de salida. Dado que el valor de la celda de salida está relacionado con el tamaño de celda especificado, el ráster resultante no se puede remuestrear con otro tamaño de celda. DENSITIES—Los valores de salida representarán el valor de densidad calculado por área de unidad para cada celda. Esta es la opción predeterminada. EXPECTED_COUNTS—Los valores de salida representarán el valor de densidad calculado por área de celda.	String
method (Opcional)	Especifica si se va a utilizar la tierra plana (planar) o la ruta más corta en un método de esferoide (geodésico). PLANAR—Se utilizará la distancia planar entre entidades. Esta es la opción predeterminada. GEODESIC—Se utilizará la distancia geodésica entre entidades.	String
min_elevation (Opcional)	Elevación mínima (más baja) que se utilizará para la salida del ráster multidimensional.	Double
max_elevation (Opcional)	Elevación máxima (más alta) que se utilizará para la salida del ráster multidimensional.	Double
elevation_interval (Opcional)	El intervalo de elevación entre las divisiones de la salida del ráster multidimensional. El valor debe ser mayor que cero.	Double
elevation_unit (Opcional)	Especifica la unidad del intervalo de elevación que se utilizará para la salida del ráster multidimensional. El valor predeterminado es metros. INCH—Se utilizarán las pulgadas. FOOT—Se utilizarán los pies. YARD—Se utilizarán las yardas. MILE_US—Se utilizarán las millas de EE. UU. NAUTICAL_MILE—Se utilizarán las millas náuticas. MILLIMETER—Se utilizarán los milímetros. CENTIMETER—Se utilizarán los centímetros. METER—Se utilizarán los metros. KILOMETER—Se utilizarán los kilómetros. DECIMETER—Se utilizarán los decímetros.	String
start_time (Opcional)	El tiempo inicial que se utilizará para la salida del ráster multidimensional.	Date
end_time (Opcional)	El tiempo final que se utilizará para la salida del ráster multidimensional.	Date
time_interval (Opcional)	El intervalo de tiempo entre las divisiones de la salida del ráster multidimensional. El valor debe ser mayor que cero.	Double
time_interval_unit (Opcional)	Especifica la unidad del intervalo de tiempo que se utilizará para la salida del ráster multidimensional. El valor predeterminado es día. SECOND—La unidad de intervalo de tiempo será segundos. MINUTE—La unidad de intervalo de tiempo será minutos. HOUR—La unidad de intervalo de tiempo será horas. DAY—La unidad de intervalo de tiempo será días. WEEK—La unidad de intervalo de tiempo será semanas.	String
out_voxel_layer (Opcional)	Capa vóxel de salida basada en datos volumétricos almacenados en el ráster netCDF de salida. Este tipo de salida solo puede crearse cuando el parámetro out_raster se configura para crear un ráster netCDF con la extensión .nc.	Voxel Layer

Valor de retorno

Nombre	Explicación	Tipo de datos
out_raster	Dataset ráster multidimensional de densidad del kernel de salida. La extensión de nombre de archivo determina el formato de la salida. Use .crf para crear un ráster CRF. Use .nc para crear un ráster netCDF. La salida predeterminada es un ráster CRF. Siempre es un ráster de punto flotante.	Raster

Muestra de código

Ejemplo 1 de SpaceTimeKernelDensity (ventana de Python)

Este ejemplo calcula una densidad kernel temporal suavizada utilizando un shapefile.

from arcpy import env  
from arcpy.sa import * 

env.workspace = "C:/sapyexamples/data" 
STKD_out_raster = SpaceTimeKernelDensity("WOD_subset.shp", "Salinity", "Z", "Meter",
                                         "Time", "0.001", resultant_values="Densities",
                                         method="Planar", elevation_unit="Meter")  

STKD_out_raster.save("C:/sapyexamples/output/STKD_out.crf")

Ejemplo 2 de SpaceTimeKernelDensity (script independiente)

Este ejemplo calcula una densidad kernel temporal suavizada utilizando un dataset multidimensional.

## Name: SpaceTimeKernelDensity_Ex_standalone.py  
## Description: Calculate spatial temporal salinity concentration using a multidimensional dataset 
## Requirements: Spatial Analyst Extension 
 
## Import system modules 
import arcpy  
from arcpy import env   
from arcpy.sa import *

## Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")
 
## Set environment settings 
env.workspace = r" C:\STKD_Test"
# To allow overwriting outputs change overwriteOutput option to True. 
env.overwriteOutput = False 
  
## Set local variables 
in_features = "WOD_subset"  
Population_Field = "Salinity"  
Elevation_Field = "Z"  
Elevation_Field_Unit = "Meter"  
Time_Field = "Time"  
Cell_Size = "30"  
Resultant_values = "Densities"  
Method = "Planar" 
Elevation_Unit = "Meter"  
  
## Execute: Space Time Kernel Density  
STKD_out_raster = SpaceTimeKernelDensity(in_features, Population_Field,   
                                Elevation_Field, Elevation_Field_Unit,   
                                Time_Field, Cell_Size,   
                                resultant_values=Resultant_values,   
                                method=Method, 
                                elevation_unit=Elevation_Unit) 
  
## Save the output 
STKD_out_raster.save("STKD_test.crf")

Entornos

Auto ejecución, Tamaño de celda, Método de proyección de tamaño de celda, Espacio de trabajo actual, Extensión, Transformaciones geográficas, Máscara, Palabra clave CONFIG de salida, Sistema de coordenadas de salida, Factor de procesamiento en paralelo, Espacio de trabajo temporal, Alinear ráster, Tamaño de tesela

Información de licenciamiento

• Basic: Requiere Spatial Analyst
• Standard: Requiere Spatial Analyst
• Advanced: Requiere Spatial Analyst