Simulations géostatistiques gaussiennes (Geostatistical Analyst)

Disponible avec une licence Geostatistical Analyst.

Synthèse

Effectue une simulation géostatistique conditionnelle ou non conditionnelle basée sur un modèle de krigeage simple. Les rasters simulés peuvent être considérés comme des réalisations équiprobables du modèle de krigeage.

En savoir plus sur le fonctionnement de l’outil Simulations géostatistiques gaussiennes

Utilisation

• La couche géostatistique en entrée doit être le résultat d’un krigeage simple sur un jeu de données. Les couches géostatistiques issues d’autres types de krigeage ne sont pas utilisables avec cet outil.

  Par ailleurs :

  • Une transformation du score normal des données est recommandée pour s’assurer que les données en entrée ont une distribution normale standard.
  • Les données agrégées doivent être désagrégées (à l’aide de la cellule ou du polygone et d’une méthode de découpage des contours) de sorte que l’histogramme en entrée représente la population échantillonnée de manière précise. Cet histogramme sera reproduit (en moyenne) dans les réalisations.

• Pour générer des réalisations conditionnelle, les données de conditionnement doivent être identiques aux données utilisées pour créer le modèle de krigeage simple sur lequel repose la simulation. Cependant, d’autres jeux de données peuvent être utilisés pour conditionner les réalisations.

• La sortie générée par cet outil peut être identifiée comme suit :

  • Le préfixe suivi par s0 à sN (où N désigne le nombre de réalisations) sert à nommer les rasters simulés lorsque l’option Enregistrer les rasters simulés a été sélectionnée.
  • Le préfixe suivi par MIN, MAX, MEAN, STDDEV, QUARTILE1, MEDIAN, QUARTILE3, QUANTILE ou P_THRSHLD sert à nommer les rasters en sortie lorsque ces options de post-traitement ont été sélectionnées.
  • Le préfixe suivi par le nom de la classe d’entités surfaciques sert à nommer la classe d’entités surfaciques en sortie lorsque le post-traitement des zones d’intérêt (polygones statistiques) a été sélectionné.

• Utilisez les préfixes pour identifier la sortie des différentes simulations. Si vous utilisez le même préfixe, tous les résultats précédents commençant par ce préfixe seront effacés avant la génération des nouveaux résultats. Vous pouvez également stocker la sortie des différentes simulations dans des dossiers ou géodatabases distincts.

• Si des polygones statistiques en entrée sont fournis, la classe d’entités surfaciques en sortie comportera le résumé statistique des valeurs simulées dans chacun des polygones. Pour en savoir plus sur ces résumés statistiques, consultez Fonctionnement de l’outil Simulations géostatistiques gaussiennes.

• Les polygones représentant des zones d’intérêt doivent être entièrement incluses dans l’étendue du raster simulé. Si une portion d’un polygone comporte des valeurs NoData dans les rasters simulés, la table attributaire de polygones contiendra des résultats non valides. En pareille situation, le champ CELL_COUNT affiche le nombre de cellules à l’intérieur du polygone qui ont des valeurs simulées, le nombre étant exprimé sous forme d’une valeur négative.

• Cet outil utilise un générateur de nombres aléatoires dans son fonctionnement. La valeur initiale utilisée peut être contrôlée dans l’environnement Générateur de nombres aléatoires.

  • Si une valeur initiale égale à 0 est utilisée (valeur par défaut), chaque fois que l’outil est exécuté, un jeu différent de nombres aléatoires est utilisé et un jeu différent de simulations est généré.
  • Si la valeur initiale aléatoire est définie sur un nombre fixe supérieur à 0, l’outil produira le même jeu de simulations à chaque exécution tant que la valeur initiale n’est pas modifiée.

  Remarque :

  Seul le type de générateur de nombres aléatoires Mersenne Twister est pris en charge. Si Algorithme de collecte ACM 599 ou Standard C Rand est choisi, Mersenne Twister est utilisé à la place.

• Si vous avez opté pour enregistrer les rasters simulés, seuls les deux premiers seront ajoutés à la table des matières dans ArcMap. Vous pouvez toutefois accéder à l’espace de travail en sortie et ajoutez le reste.

• Pour les simulations conditionnelles, la moyenne des points du jeu de données de conditionnement appartenant à la même cellule est calculée et les réalisations sont conditionnées de manière à respecter cette valeur moyenne. Si la taille de cellule en sortie est importante, chaque cellule comptera de nombreux points pour lesquels la moyenne est calculée, et les réalisations sont conditionnées de manière à respecter ces quelques (relativement rares) valeurs moyennes.

• Si des entités d’emprise sont fournies, toute entité ou tout raster fourni dans l’environnement Masque sera ignoré(e).

• Les limitations logicielles actuelles qui s’appliquent sont les suivantes :

  • La taille maximale du raster est limitée à 2 049² cellules (soit 2 049 lignes par 2 049 colonnes pour un raster carré).
  • Le nombre maximal de réalisations qu’il est possible de demander au cours d’une seule séquence s’élève à 4 500. Notez que le nombre maximal de rasters pouvant être contenus dans un espace de travail est de 4 999.
  • Les simulations basées sur des modèles de semi-variogramme périodiques (J de Bessel et À effet de trou) peuvent ne pas être exactes.

• Une erreur Mémoire insuffisante pour exécuter l’opération demandée peut signaler que la taille de cellule demandée produirait un raster en sortie trop grand.

• Pour les formats de données prenant en charge les valeurs nulles (par exemple, les classes d’entités de géodatabase fichier), une valeur nulle est ignorée pour indiquer qu’une prédiction ne peut pas être établie pour cette localisation et que la valeur doit être ignorée lorsqu’elle est utilisée comme entrée. Pour les formats de données qui ne prennent pas en charge les valeurs nulles, par exemple les shapefiles, la valeur -1.7976931348623158e+308 est utilisée (c’est la valeur négative de la constante définie C++ DBL_MAX) pour indiquer qu’une prévision ne peut pas être établie pour cette localisation.

Paramètres

Boîte de dialogue

Étiquette	Explication	Type de données
Couche géostatistique en entrée	Couche géostatistique en entrée issue du modèle de krigeage simple.	Geostatistical Layer
Nombre de réalisations	Nombre de simulations à effectuer.	Long
Espace de travail en sortie	Stocke tous les résultats de simulation. L’espace de travail peut correspondre à un dossier ou une géodatabase.	Workspace
Préfixe de simulation en sortie	Préfixe d’un à trois caractères alphanumériques qui est automatiquement ajouté aux noms des jeux de données en sortie.	String
Entités de conditionnement en entrée (Facultatif)	Entités utilisées pour conditionner les réalisations. Si le champ reste vide, des réalisations non conditionnelles sont produites.	Feature Layer
Champ de conditionnement (Facultatif)	Champ utilisé pour conditionner les réalisations. Si le champ reste vide, des réalisations non conditionnelles sont produites.	Field
Taille de cellule en sortie (Facultatif)	Taille des cellules qui sera utilisée pour la création du raster en sortie. Cette valeur peut être définie de manière explicite dans Environnements par le paramètre Taille de cellule. Si elle n’est pas définie, il s’agit de la valeur la plus petite entre la largeur et la hauteur de l’étendue de l’entité ponctuelle en entrée, dans la référence spatiale en entrée, divisée par 250.	Analysis Cell Size
Entités d’emprise en entrée (Facultatif)	Limite l’analyse au polygone d’emprise de ces entités. Si des entités ponctuelles sont saisies, un polygone à enveloppe convexe est automatiquement créé. Les réalisations sont alors effectuées dans ce polygone. Si des entités d’emprise sont fournies, toute entité ou tout raster fourni dans l’environnement Masque sera ignoré(e).	Feature Layer
Enregistrer les rasters simulés (Facultatif)	Indique si les rasters simulés sont enregistrés sur le disque. Activé – Indique que les rasters simulés sont enregistrés sur le disque. Désactivé – Indique que les rasters simulés ne sont pas enregistrés sur le disque.	Boolean
Quantile (Facultatif)	Valeur du quantile pour laquelle le raster en sortie est généré.	Double
Seuil (Facultatif)	Valeur de seuil pour laquelle le raster en sortie est généré comme le pourcentage du nombre de fois que le seuil défini a été dépassé, cellule par cellule.	Double
Polygones statistiques en entrée (Facultatif)	Ces polygones représentent les zones d’intérêt pour lesquelles les statistiques sont calculées. Si des polygones statistiques sont fournis, la classe d’entités surfaciques en sortie sera enregistrée dans l’espace de travail en sortie et portera le même nom que les polygones en entrée, précédé du préfixe de simulation en sortie. Si, par exemple, les polygones statistiques en entrée s’appellent myPolys et que vous avez saisi aaa comme préfixe en sortie, les polygones en sortie seront nommés aaaamyPolys et enregistrés dans l’espace de travail en sortie spécifié.	Feature Layer
Type de statistiques raster (Facultatif)	Les rasters simulés sont post-traités cellule par cellule, et chaque type de statistique sélectionné est calculé et reporté dans un raster en sortie. Minimum—Calcule le minimum (valeur la plus faible). Maximum—Calcule le maximum (valeur la plus élevée). Moyenne—Calcule la moyenne. Écart type—Calcule l’écart type. Premier quartile—Calcule le 25e quantile. Médiane—Calcule la médiane. Troisième quartile—Calcule le 75e quantile. Quantile—Calcule un quantile spécifié par l’utilisateur (0 < Q < 1). Seuil de probabilité—Calcule le pourcentage des simulations pour lesquelles la valeur de la cellule dépasse la valeur du seuil spécifié par l’utilisateur.	String
Champ d’erreur de mesure du conditionnement (Facultatif)	Champ qui spécifie l’erreur de mesure pour chaque point en entrée dans les entités de conditionnement. Pour chaque entité de conditionnement, la valeur de ce champ doit correspondre à un écart type de la valeur mesurée de l’entité. Utilisez ce champ si les valeurs d’erreur de mesure ne sont pas identiques pour chaque localisation d’échantillonnage. Des données mesurées à l’aide de différents appareils sont fréquemment à l’origine d’erreurs de mesure non constantes. Un appareil peut être plus précis qu’un autre, ce qui implique qu’il génère des erreurs de mesure plus faibles. Par exemple, un thermomètre arrondit au degré le plus proche tandis qu’un autre arrondit au dixième de degré le plus proche. La variabilité des mesures est généralement fournie par le fabricant de l’appareil de mesure ou déterminée de manière empirique. Laissez ce paramètre vide en l’absence de valeurs d’erreur de mesure ou si ces dernières sont inconnues.	Field

Sortie obtenue

Étiquette	Explication	Type de données
Espace de travail en sortie	Espace de travail contenant les résultats de la simulation.	Workspace
Polygones statistiques en sortie	Polygones statistiques en sortie.	Feature Class
Rasters de simulation en sortie	Rasters de simulation en sortie.	Raster Layer
Rasters statistiques en sortie	Rasters statistiques en sortie.	Raster Layer
Convergence	Valeur de convergence en sortie.	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})

Nom	Explication	Type de données
in_geostat_layer	Couche géostatistique en entrée issue du modèle de krigeage simple.	Geostatistical Layer
number_of_realizations	Nombre de simulations à effectuer.	Long
output_workspace	Stocke tous les résultats de simulation. L’espace de travail peut correspondre à un dossier ou une géodatabase.	Workspace
output_simulation_prefix	Préfixe d’un à trois caractères alphanumériques qui est automatiquement ajouté aux noms des jeux de données en sortie.	String
in_conditioning_features (Facultatif)	Entités utilisées pour conditionner les réalisations. Si le champ reste vide, des réalisations non conditionnelles sont produites.	Feature Layer
conditioning_field (Facultatif)	Champ utilisé pour conditionner les réalisations. Si le champ reste vide, des réalisations non conditionnelles sont produites.	Field
cell_size (Facultatif)	Taille des cellules qui sera utilisée pour la création du raster en sortie. Cette valeur peut être définie de manière explicite dans Environnements par le paramètre Taille de cellule. Si elle n’est pas définie, il s’agit de la valeur la plus petite entre la largeur et la hauteur de l’étendue de l’entité ponctuelle en entrée, dans la référence spatiale en entrée, divisée par 250.	Analysis Cell Size
in_bounding_dataset (Facultatif)	Limite l’analyse au polygone d’emprise de ces entités. Si des entités ponctuelles sont saisies, un polygone à enveloppe convexe est automatiquement créé. Les réalisations sont alors effectuées dans ce polygone. Si des entités d’emprise sont fournies, toute entité ou tout raster fourni dans l’environnement Masque sera ignoré(e).	Feature Layer
save_simulated_rasters (Facultatif)	Indique si les rasters simulés sont enregistrés sur le disque. SAVE_SIMULATIONS—Indique que les rasters simulés sont enregistrés sur le disque. DO_NOT_SAVE_SIMULATIONS—Indique que les rasters simulés ne sont pas enregistrés sur le disque.	Boolean
quantile (Facultatif)	Valeur du quantile pour laquelle le raster en sortie est généré.	Double
threshold (Facultatif)	Valeur de seuil pour laquelle le raster en sortie est généré comme le pourcentage du nombre de fois que le seuil défini a été dépassé, cellule par cellule.	Double
in_stats_polygons (Facultatif)	Ces polygones représentent les zones d’intérêt pour lesquelles les statistiques sont calculées. Si in_stats_polygons sont fournis, la classe d’entités surfaciques en sortie sera enregistrée dans l’emplacement défini par output_workspace et portera le même nom que les polygones en entrée, précédé de output_simulation_prefix. Si, par exemple, les polygones statistiques en entrée s’appellent myPolys et que vous avez saisi aaa comme préfixe en sortie, les polygones en sortie seront nommés aaaamyPolys et enregistrés dans l’espace de travail en sortie spécifié.	Feature Layer
raster_stat_type [raster_stat_type,...] (Facultatif)	Les rasters simulés sont post-traités cellule par cellule, et chaque type de statistique sélectionné est calculé et reporté dans un raster en sortie. MIN—Calcule le minimum (valeur la plus faible). MAX—Calcule le maximum (valeur la plus élevée). MEAN—Calcule la moyenne. STDDEV—Calcule l’écart type. QUARTILE1—Calcule le 25e quantile. MEDIAN—Calcule la médiane. QUARTILE3—Calcule le 75e quantile. QUANTILE—Calcule un quantile spécifié par l’utilisateur (0 < Q < 1). P_THRSHLD—Calcule le pourcentage des simulations pour lesquelles la valeur de la cellule dépasse la valeur du seuil spécifié par l’utilisateur.	String
conditioning_measurement_error_field (Facultatif)	Champ qui spécifie l’erreur de mesure pour chaque point en entrée dans les entités de conditionnement. Pour chaque entité de conditionnement, la valeur de ce champ doit correspondre à un écart type de la valeur mesurée de l’entité. Utilisez ce champ si les valeurs d’erreur de mesure ne sont pas identiques pour chaque localisation d’échantillonnage. Des données mesurées à l’aide de différents appareils sont fréquemment à l’origine d’erreurs de mesure non constantes. Un appareil peut être plus précis qu’un autre, ce qui implique qu’il génère des erreurs de mesure plus faibles. Par exemple, un thermomètre arrondit au degré le plus proche tandis qu’un autre arrondit au dixième de degré le plus proche. La variabilité des mesures est généralement fournie par le fabricant de l’appareil de mesure ou déterminée de manière empirique. Laissez ce paramètre vide en l’absence de valeurs d’erreur de mesure ou si ces dernières sont inconnues.	Field

Sortie obtenue

Nom	Explication	Type de données
out_workspace	Espace de travail contenant les résultats de la simulation.	Workspace
out_polygon_stat	Polygones statistiques en sortie.	Feature Class
out_raster_simulation	Rasters de simulation en sortie.	Raster Layer
out_raster_stat	Rasters statistiques en sortie.	Raster Layer
out_convergence_value	Valeur de convergence en sortie.	Double

Exemple de code

Exemple 1 d’utilisation de l’outil GaussianGeostatisticalSimulations (fenêtre Python)

Effectue une simulation géostatistique non conditionnelle.

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

Exemple 2 d’utilisation de l’outil GaussianGeostatisticalSimulations (script autonome)

Effectue une simulation géostatistique non conditionnelle.

# 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)

Environnements

Taille de cellule, Espace de travail courant, Étendue, Transformations géographiques, Masque, Système de coordonnées en sortie, Facteur de traitement parallèle, Générateur de nombres aléatoires, Espace de travail temporaire, Raster de capture

Informations de licence

• Basic: Nécessite Geostatistical Analyst
• Standard: Nécessite Geostatistical Analyst
• Advanced: Nécessite Geostatistical Analyst