クリギング (Kriging) (3D Analyst)

Spatial Analyst のライセンスで利用可能。

3D Analyst のライセンスで利用可能。

サマリー

クリギングによりポイントからラスター サーフェスを内挿します。

[Empirical Bayesian Kriging] ツールは強化された機能や性能を提供しています。

[クリギング (Kriging)] の詳細

使用法

  • クリギングは、プロセッサに負荷がかかる処理です。 実行速度は、入力データセット内のポイント数と検索ウィンドウのサイズによって決まります。

  • オプション出力である予測分散ラスター内の値が小さいことは、予測値の信頼度が高いことを示しています。 値が大きい場合は、もっと多くのデータ ポイントが必要かもしれません。

  • ユニバーサル クリンギングのタイプは、構造コンポーネントが存在していることと、ローカル トレンドが場所によって異なっていることが前提になっています。

  • [セミバリオグラム プロパティ] では、クリギングに使用するセミバリオグラムを制御できます。 [ラグ サイズ] のデフォルト値は、デフォルトの出力セル サイズに初期設定されます。 [メジャー レンジ][部分シル][ナゲット] については、何も指定されていなければデフォルト値が最初に計算されます。

  • オプション出力である予測分散ラスターには、各出力ラスター セルのクリギング分散が格納されます。 クリギング エラーが標準的に分散しているとすると、セルの実際の Z 値が、予測ラスター値±分散ラスター内の値の平方根× 2 の範囲内にある可能性は、95.5 パーセントです。

  • [出力セル サイズ] は、数値で定義するか、既存のラスター データセットから取得できます。セル サイズがパラメーター値として明示的に指定されていない場合、[セル サイズ] 環境が指定されていれば、そこから取得されます。パラメーターのセル サイズも環境のセル サイズも指定されておらず、[スナップ対象ラスター] 環境が設定されている場合には、スナップ ラスターのセル サイズが使用されます。何も指定されていない場合、セル サイズは範囲の幅または高さ (どちらか短い方) を 250 で割って求められます。この範囲は環境で指定された [出力座標系] にあります。

  • セル サイズが数値によって指定されている場合、このツールは出力ラスターに対してこの値を直接使用します。

    セル サイズがラスター データセットを使用して指定されている場合、パラメーターはセル サイズの値ではなくラスター データセットのパスを示します。データセットの空間参照が出力空間参照と同じである場合、解析ではラスター データセットのセル サイズが直接使用されます。データセットの空間参照が出力空間参照と異なる場合は、選択された [セル サイズ投影法] に基づいて投影されます。

  • 入力データセットには X、Y 座標が同じである位置に複数のポイントが存在することがあります。共通の位置にあるポイントの値が同じである場合、それは重複とみなされて出力には影響しません。値が異なる場合は、一致ポイントと見なされます。

    このデータ条件の処理方法は各種内挿ツールによって異なることがあります。たとえば、最初に遭遇した一致ポイントが計算に使用されることも、最後に遭遇した一致ポイントが計算に使用されることもあります。そのため、出力ラスター内のある位置に予想とは異なる値が出力される可能性があります。対策としては、このような一致ポイントを削除したデータを用意しておくことです。[Spatial Statistics] ツールボックスの [イベントの集計 (Collect Events)] ツールは、データ内の一致ポイントを特定するのに役立ちます。

  • NULL 値をサポートするデータ形式 (ファイル ジオデータベース フィーチャクラスなど) では、入力として使用すると、NULL 値は無視されます。

パラメーター

ラベル説明データ タイプ
入力ポイント フィーチャ

サーフェス ラスターとして内挿する Z 値を含む入力ポイント フィーチャ。

Feature Layer
Z 値フィールド

各ポイントの高さまたは大きさの値を保持するフィールド。

これは数値フィールドまたは、入力ポイント フィーチャが Z 値を含む場合は Shape フィールドです。

Field
出力サーフェス ラスター

内挿された出力サーフェス ラスター。

常に浮動小数点ラスターです。

Raster Dataset
セミバリオグラム プロパティ

使用するセミバリオグラム モデル。クリギング手法には、Ordinary モデルと Universal モデルの 2 種類があります。

Ordinary モデル クリギングでは以下のセミバリオグラム モデルを使用できます。

  • Spherical球セミバリオグラム モデル。これがデフォルト設定。
  • Circular円セミバリオグラム モデル。
  • Exponential指数セミバリオグラム モデル。
  • Gaussianガウス分布 (正規分布) セミバリオグラム モデル。
  • Linearシルのある線形セミバリオグラム モデル。

Universal モデル クリギングでは以下のセミバリオグラム モデルを使用できます。

  • Linear with Linear drift直線ドリフトのある Universal モデル クリギング。
  • Linear with Quadratic drift二次ドリフトのある Universal モデル クリギング。

[詳細パラメーター] ダイアログ ボックスで使用できるオプションがあります。そのようなパラメーターは次のとおりです。

  • Lag sizeデフォルトは、出力ラスターのセル サイズの半分です。
  • Major range相関がほとんど、またはまったくなくなる距離を表します。
  • Partial sillナゲットとシルの差分。
  • Nugget空間縮尺で検出できない誤差とばらつきを表します。ナゲット効果は原点での不連続として現れます。
KrigingModel
出力セル サイズ
(オプション)

作成される出力ラスターのセル サイズ。

このパラメーターは、数値で定義するか、既存のラスター データセットから取得できます。セル サイズがパラメーター値として明示的に指定されていない場合、指定されていれば、環境のセル サイズ値が使用されます。そうでない場合は、追加のルールを使用して別の入力から計算されます。詳細については、使用方法をご参照ください。

Analysis Cell Size
検索範囲
(オプション)

どの入力ポイントを使用して出力ラスターの各セル値を内挿するかを定義します。

次の 2 つのオプションがあります。[可変][固定] です。デフォルトは [可変] です。

  • 可変

    可変検索範囲を使用して、指定された数の入力サンプル ポイントを見つけて内挿します。

    • [ポイント数] - 内挿実行時に使用する最近接にある入力サンプル ポイントの数を指定する整数値。デフォルトは 12 です。
    • [最大距離] - 最近接入力サンプル ポイントの検索範囲を制限する距離をマップの単位で指定します。デフォルト値は範囲の対角線の長さです。
  • 固定

    指定された固定距離内にあるすべての入力ポイントが内挿に使用されます。

    • [距離] — 距離を半径として指定します。その距離内にある入力サンプル ポイントが内挿実行時に使用されます。

      半径の値はマップの単位で表します。デフォルトの半径は、出力ラスターのセル サイズの 5 倍です。

    • [最小ポイント数] - 内挿に使用する最小ポイント数を定義する整数値。デフォルト値は 0 です。

      指定した距離内に必要な数のポイントがない場合は、指定した最小数のポイントが見つかるまで検索距離が大きくなります。

      検索範囲を大きくする必要がある場合、検索範囲は、その範囲内で [最小ポイント数] のポイントが見つかるまで、あるいはその範囲が出力ラスターの下限 (南) と上限 (北) のどちらかまたは両方を超えるまで大きくなります。上記の条件を満たさない位置には No Data が割り当てられます。

Radius
出力予測分散ラスター
(オプション)

オプションの出力ラスターで、各セルにはその位置に対する予測のバリアンス値が格納されます。

Raster Dataset

arcpy.ddd.Kriging(in_point_features, z_field, out_surface_raster, semiVariogram_props, {cell_size}, {search_radius}, {out_variance_prediction_raster})
名前説明データ タイプ
in_point_features

サーフェス ラスターとして内挿する Z 値を含む入力ポイント フィーチャ。

Feature Layer
z_field

各ポイントの高さまたは大きさの値を保持するフィールド。

これは数値フィールドまたは、入力ポイント フィーチャが Z 値を含む場合は Shape フィールドです。

Field
out_surface_raster

内挿された出力サーフェス ラスター。

常に浮動小数点ラスターです。

Raster Dataset
semiVariogram_props
kriging_model

使用するセミバリオグラム モデル。

クリギング手法には、Ordinary モデルと Universal モデルの 2 種類があります。Ordinary モデルでは 5 種類のセミバリオグラムが使用できます。Universal モデルでは 2 種類のセミバリオグラムが使用できます。各セミバリオグラムには設定可能なオプション パラメーターがいくつかあります。

  • 通常型モデルのセミバリオグラム
    • Spherical- 球セミバリオグラム モデル。これがデフォルトです。
    • Circular- 円セミバリオグラム モデル。
    • Exponential- 指数セミバリオグラム モデル。
    • Gaussian- ガウス分布 (正規分布) セミバリオグラム モデル。
    • Linear- シルのある線形セミバリオグラム モデル。
  • 普遍型モデルのセミバリオグラム
    • LinearDrift- 直線ドリフトのある Universal モデル クリギング
    • QuadraticDrift- 二次ドリフトのある Universal モデル クリギング
  • セミバリオグラム モデルを定義すると、残りのパラメーターは Ordinary モデルと Universal モデルとで共通です。次のようなプロパティがあります。
    • Lag size - デフォルトは、出力ラスターのセル サイズの半分です。
    • MajorRange - 相関がほとんど、またはまったくなくなる距離を表します。
    • PartialSill - ナゲットとシルの差分。
    • Nugget - 空間縮尺で検出できない誤差とばらつきを表します。ナゲット効果は原点での不連続として現れます。

セミバリオグラムの形式はテキスト文字列です。

"{semivariogramType},{lagSize},{majorRange},{partialSill},{nugget}"

たとえば、次のように指定します。

"Circular, 2000, 2.6, 542"

KrigingModel
cell_size
(オプション)

作成される出力ラスターのセル サイズ。

このパラメーターは、数値で定義するか、既存のラスター データセットから取得できます。セル サイズがパラメーター値として明示的に指定されていない場合、指定されていれば、環境のセル サイズ値が使用されます。そうでない場合は、追加のルールを使用して別の入力から計算されます。詳細については、使用方法をご参照ください。

Analysis Cell Size
search_radius
(オプション)

どの入力ポイントを使用して出力ラスターの各セル値を内挿するかを定義します。

検索近傍を指定する方法としては次の 2 つがあります。VariableFixed です。

Variable の場合、可変検索範囲を使用して、指定された数の入力サンプル ポイントを見つけて内挿します。Fixed の場合、指定された固定距離内にあるすべての入力ポイントが使用されます。Variable がデフォルトです。

これらのパラメーターの構文は次のとおりです。

  • Variable, number_of_points, maximum_distance各要素は次のとおりです。
    • number_of_points- 内挿実行時に使用する最近接入力サンプル ポイントの数を指定する整数値。デフォルトは 12 です。
    • maximum_distance- 最近接入力サンプル ポイントの検索範囲を制限する距離をマップ単位で指定します。デフォルト値は範囲の対角線の長さです。
  • Fixed, distance, minimum_number_of_points各要素は次のとおりです。
    • distance— 距離を半径として指定します。その距離内にある入力サンプル ポイントが内挿実行時に使用されます。半径の値はマップの単位で表します。デフォルトの半径は、出力ラスターのセル サイズの 5 倍です。
    • minimum_number_of_points- 内挿に使用する最小ポイント数を定義する整数値。デフォルト値は 0 です。

      指定した距離内に必要な数のポイントがない場合は、指定した最小数のポイントが見つかるまで検索距離が大きくなります。

      検索範囲を大きくする必要がある場合、検索範囲は、その範囲内で minimum_number_of_points のポイントが見つかるまで、あるいはその範囲が出力ラスターの下限 (南) と上限 (北) のどちらかまたは両方を超えるまで大きくなります。上記の条件を満たさない位置には No Data が割り当てられます。

Radius
out_variance_prediction_raster
(オプション)

オプションの出力ラスターで、各セルにはその位置に対する予測のバリアンス値が格納されます。

Raster Dataset

コードのサンプル

Kriging (クリギング) の例 1 (Python ウィンドウ)

この例では、ポイント シェープファイルを入力として、内挿したサーフェスを GRID ラスターとして出力します。

import arcpy
from arcpy import env
env.workspace = "C:/data"
arcpy.Kriging_3d("ca_ozone_pts.shp", "OZONE", "c:/output/krigout",
                 "Spherical", 2000, "Variable 12")
Kriging (クリギング) の例 2 (スタンドアロン スクリプト)

この例では、ポイント シェープファイルを入力として、内挿したサーフェスを GRID ラスターとして出力します。

# Name: Kriging_3d_Ex_02.py
# Description: Interpolates a surface from points using kriging.
# Requirements: 3D Analyst Extension
# Import system modules

import arcpy
from arcpy import env

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

# Set local variables
inFeatures = "ca_ozone_pts.shp"
field = "OZONE"
outRaster = "C:/output/krigoutput02"
cellSize = 2000
outVarRaster = "C:/output/outvariance"
kModel = "CIRCULAR"
kRadius = 20000

# Execute Kriging
arcpy.Kriging_3d(inFeatures, field, outRaster, kModel, 
                 cellSize, kRadius, outVarRaster)

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