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サーフェス パラメーター (Surface Parameters) (ラスター解析)

このトピックの内容

  1. サマリー
  2. 使用法
  3. パラメーター
  4. 環境
  5. ライセンス情報

サマリー

測地線メソッドを使用して、傾斜方向、傾斜角、曲率などのサーフェス ラスターのパラメーターを計算します。

ターゲット セルの周囲に局所サーフェスを適合させることで、セルごとに計算されます。

使用法

  • このラスター解析ポータル ツールは、Raster Analytics 用に構成された ArcGIS Image Server を備えた ArcGIS Enterprise にサインインすると使用できます。 このツールを実行すると、ArcGIS Pro がクライアントとしてサービスを提供し、ArcGIS Enterprise とフェデレートされているサーバーで処理が発生します。 ポータル ツールはポータルから入力としてレイヤーを受け取り、ポータルに出力を作成します。

    入力ラスター レイヤーは、ポータルから入力されたレイヤー、イメージ サービスへの URI または URL、[Image Server レイヤーの作成 (Make Image Server Layer)] ツールからの出力に対応しています。 入力フィーチャ レイヤーには、ポータルからのレイヤー、フィーチャ サービスへの URI または URL を使用できます。 このツールは、ローカルのラスター データまたはレイヤーをサポートしません。 このポータル ツールへの入力としてはローカルのフィーチャ データとレイヤーを使用できますが、ポータルのレイヤーを入力することをお勧めします。

  • [パラメーター タイプ] に対して [傾斜角] オプションが指定されている場合、出力は各デジタル標高モデル (DEM) セルの標高変化率を表します。 これは DEM の一次微分です。 傾斜角出力の値の範囲は、計測単位のタイプによって異なります。

  • [パラメータータイプ] に対して [傾斜方向] オプションが指定されている場合、出力は各場所の下り坂斜面のコンパスの向きを特定します。 コンパスの向きは、0 〜 360 度の正の角度で、北から時計回りに計測されます。

  • 曲率は、サーフェスの形状を表現するために使用されます。 地球科学に応用する場合、重力、侵食、その他のファクターがサーフェスに与える影響を説明するために使用され、他のサーフェス パラメーターと組み合わせて地形を識別および分類するために使用されます。 [パラメーター タイプ] の曲率オプションは以下のとおりです。

    • [平均曲率] - サーフェスの全体的な曲率。 最小曲率と最大曲率の平均として計算されます。 このオプションを指定すると、出力は断面 (正規傾斜ライン) と接線 (正規コンター) の曲率の平均と等しくなります。 その符号は正または負のいずれかで、極端な値を除いて決定的な指標にはなりません。 高い正の値は最大の浸食エリアを示し、高い負の値は最大の堆積エリアを示します (Minár et al., 2020)。
    • [正接 (正規コンター) 曲率] - 傾斜に垂直で輪郭線に接する幾何学的な法曲率。 正の値は、サーフェスの流れが分岐している領域を示します。 負の接線曲率は、サーフェスの流れが収束している領域を示します。 正の接線 (正規コンター) 曲率は、傾斜の方向に垂直なセルでサーフェスが凸状であることを示します。 負の曲率は、サーフェスが傾斜に垂直な方向のセルで凹状になっていることを示します。 ゼロという値はサーフェスが平らであることを示します。
    • [断面 (正規傾斜ライン) 曲率] - 傾斜に沿った幾何学的な法曲率。 正の値は、サーフェスの流れや侵食が加速している領域を示します。 負の断面曲率は、サーフェスの流れや堆積が遅くなっている領域を示します。 正の断面 (正規傾斜ライン) 曲率は、サーフェスが傾斜方向のセルで凸状になっていることを示します。 負の曲率は、サーフェスが同じ方向のセルで凹状になっていることを示します。 ゼロという値はサーフェスが平らであることを示します。
    • [平面 (投影コンター) 曲率] - 等高線に沿った曲率。
    • [コンター測地線のねじれ率] - 等高線に沿った傾斜角の変化率。
    • [ガウス曲率] - サーフェスの全体的な曲率。 曲率の最大値と最小値の積として計算され、負の値と正の値を取ることができます。 正の値はそのセルでサーフェスが凸面であることを示し、負の値はサーフェスが凹面であることを示します。 ゼロという値はサーフェスが平らであることを示します。
    • [カソラティ曲率] - サーフェスの全体的な曲率。 ゼロ、または常に正にできます。 高い正の値は、尖ったエリアが複数の方向に曲がっていることを示します。

    曲率タイプ出力の単位は、すべて[出力座標系]環境設定の XY 単位の逆数 ([ガウス曲率] の逆数の二乗) になります。

  • [ローカル サーフェス タイプ] パラメーターの [二次] オプションは、隣接するセルに正確に適合しません。 これはデフォルトであり、ほとんどのデータやアプリケーションに対しておすすめのオプションです。

    • 二次サーフェスは、高解像度のライダー サーフェスのようなノイズの多いサーフェス データの影響を最小限に抑えます。この効果は曲率を計算する際に特に重要です。
    • 二次サーフェスは、セル サイズよりも大きい近傍サイズを指定する場合や、適応可能な近傍オプションを使用する場合に使用します。

  • [ローカル サーフェス タイプ] パラメーターの [四次] オプションは、隣接するセルのデータに正確に適合しません。

    • このオプションは精度の高い入力サーフェスに適しています。
    • 近傍距離が入力ラスターのセル サイズよりも大きい場合、四次サーフェス タイプの精度の利点は失われます。 近傍距離はデフォルトのまま (セル サイズに等しい状態) にしておきます。

  • [近傍距離] パラメーターは近傍サイズを決定し、ターゲット セルの中心からこの距離でサーフェス パラメーターを計算します。

    • 入力ラスターのセル サイズよりも小さくすることはできません。
    • 近傍距離が小さいほど、地形の局所的な変動性、つまり小さな地形フィーチャを取得できます。 高解像度の標高データでは、より大きな距離がより適切な場合があります。

  • [適応近傍の使用] パラメーターをオンにしている場合 (Python では useAdaptiveNeighborhood = "ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD")、近隣距離が地形の変動により変化します。 計算ウィンドウの変動性が大きすぎる場合、近傍距離は減少します。

  • サーフェスの [Z 単位] パラメーター値を指定することで、傾斜角出力が適切に計算されます。

    入力ラスターの鉛直座標系では、Z 単位が使用できる場合は自動的に適用されます。 入力ラスターの Z 単位がない場合は定義することをおすすめします。 Z 単位の指定には、[投影法の定義 (Define Projection)] ツールを使用できます。 これが定義されていない場合、デフォルトでメートルが使用されます。

  • ー傾斜角出力の値の範囲は、[出力傾斜角の計測] パラメーター値によって異なります。

    • [度] - 傾斜角の値の範囲は 0 から 90 です。
    • [勾配率] - 範囲は 0 から本質的に無限です。 平坦なサーフェスを 0%、45 度のサーフェスを 100% として表し、サーフェスが垂直に近くなるほど勾配率は大きくなります。

  • [測地線方位の投影] パラメーターがオンの場合 (Python では projectGeodesicAzimuths = "PROJECT_GEODESIC_AZIMUTHS")、以下の点が当てはまります。

    • 北は常に 360 度として表されます。
    • 方位は、非正角な出力座標系環境システム値によって引き起こされる歪みを修正するために投影されます。 これらの角度を使用すると、最も急な下り勾配に沿ったポイントを正確に配置できます。

  • [赤道傾斜方向の使用] パラメーターがオンの場合 (Python では useEquatorialAspect = "EQUATORIAL_ASPECT")、傾斜方向は赤道に沿ったポイントから測定され、極点に近づいたときに発生する方向のねじれを補正します。 このパラメーターは、南北軸と東西軸が互いに垂直である状態を確保します。

    テレインが北極または南極に近い場合は、[赤道傾斜方向の使用] パラメーターをオンにしてください。

  • [入力解析マスク] パラメーターを使用して、[入力サーフェス ラスター] 内の特定の対象位置に限定します。 位置は、ラスターまたはフィーチャ データによって定義できます。 [入力解析マスク] パラメーターは、マスク環境設定よりも優先されます。

  • [入力サーフェス ラスター] および [入力解析マスク] パラメーター値のセル サイズが同じで、セルが位置揃えされている場合、これらはツールで直接使用されます。 ツール操作中に内部リサンプリングされません。

    セル サイズが異なる場合、出力セル サイズは入力の最大値になり、[入力サーフェス ラスター] の値が内部でスナップ対象ラスターとして使用されます。 セル サイズは同じだが、セルが位置揃えされていない場合、[入力サーフェス ラスター] の値が内部でスナップ対象ラスターとして使用されます。 これらの場合、抽出操作が実行される前に、内部でリサンプリングが行われます。

    詳細については、「セル サイズ」と「スナップ対象ラスター」の環境トピックをご参照ください。

パラメーター

ダイアログPython

ラベル説明データ タイプ
入力サーフェス ラスター

入力サーフェス ラスター。 整数タイプまたは浮動小数点タイプにすることができます。

Raster Layer; Image Service; String
出力ラスター名

出力ラスター サービスの名前。

String
パラメーター タイプ
(オプション)

計算する出力サーフェス パラメーターのタイプを指定します。

  • 傾斜角—標高の変化率が計算されます。 これがデフォルトです。
  • 傾斜方向—各セルの最大変化率の下り傾斜方向が計算されます。
  • 平均曲率—サーフェスの全体的な曲率が計算されます。 最小曲率と最大曲率の平均として計算されます。 この曲率は、方向や重力の影響とは無関係に、サーフェスの固有の凹凸を表します。
  • 接線 (正規コンター) 曲率—傾斜に垂直で輪郭線に接する幾何学的な法曲率が測定されます。 一般的に、この曲率はサーフェスを横断する流れの収束または分岐を特徴づけるために適用されます。
  • 断面 (正規傾斜ライン) 曲率—傾斜に沿った幾何学的な法曲率が測定されます。 一般的に、この曲率はサーフェスを流れる流れの加速または減速を特徴づけるために適用されます。
  • 平面 (投影コンター) 曲率—等高線に沿った曲率が測定されます。
  • コンター測地線のねじれ率—等高線に沿った傾斜角の変化率が測定されます。
  • ガウス曲率—サーフェスの全体的な曲率が計算されます。 最小曲率と最大曲率の積として計算されます。
  • カソラティ曲率—サーフェスの全体的な曲率が測定されます。 ゼロか他の任意の正の数値にすることができます。
String
ローカル サーフェス タイプ
(オプション)

ターゲット セルの周囲に適合するサーフェス関数のタイプを指定します。

  • 二次—二次サーフェス関数が隣接するセルに適合されます。 これがデフォルトです。
  • 四次—四次サーフェス関数が隣接するセルに適合されます。
String
近傍距離
(オプション)

出力は、ターゲットセル中心に対してこの距離を比較して計算されます。 これによって近傍サイズを決定します。

デフォルト値は入力ラスターのセル サイズで、3 x 3 の近傍になります。

Linear Unit
適応近傍の使用
(オプション)

地形の変化に応じて近傍距離が変化するかどうかを指定します (アダプティブ)。 最大距離は近傍距離によって決定されます。 最小距離は、出力ラスターのセル サイズです。

  • オフ - すべての場所で単一の (固定された) 近傍距離を使用します。 これがデフォルトです。
  • オン - すべての場所で適応可能な近傍距離を使用します。
Boolean
Z 単位
(オプション)

鉛直方向の Z 値に使用する距離単位を指定します。

存在する場合は、鉛直座標系によって定義されます。 鉛直座標系が存在しない場合、正しい測地線の計算を実現するために、単位リストを使用して Z 単位を定義します。 デフォルトはメートルです。

  • インチ—距離単位はインチになります。
  • フィート—距離単位はフィートになります。
  • ヤード—距離単位はヤードになります。
  • US マイル—距離単位はマイルになります。
  • 海里—距離単位は海里になります。
  • ミリメートル—距離単位はミリメートルになります。
  • センチメートル—距離単位はセンチメートルになります。
  • メートル—距離単位はメートルになります。
  • キロメートル—距離単位はキロメートルになります。
  • デシメートル—距離単位はデシメートルになります。
String
出力傾斜角単位
(オプション)

出力傾斜角ラスターに使用される計測単位 (度またはパーセンテージ)。 このパラメーターは、[パラメーター タイプ] が [傾斜角] の場合にのみ有効です。

  • 度—傾斜角を度単位で計算します。
  • 勾配率—傾斜角は、勾配率 (傾斜率) として計算されます。
String
測地線方位の投影
(オプション)

出力空間参照によって引き起こされる角度の歪みを修正するために、測地線方位を投影するかどうかを指定します。

  • オフ - 測地線方位は投影されません。 これがデフォルトです。
  • オン - 測地線方位が投影されます。
Boolean
赤道傾斜方向の使用
(オプション)

赤道上のポイント、または北極から傾斜方向を測定するかどうかを指定します。

  • オフ - 北極からの傾斜方向が測定されます。 これがデフォルトです。
  • オン - 赤道上のポイントからの傾斜方向が測定されます。
Boolean
入力解析マスク
(オプション)

解析が行われる場所を定義する入力データ。

これは、イメージ サービスでもフィーチャ サービスでもかまいません。 入力がイメージ サービスの場合、整数タイプまたは浮動小数点数タイプのいずれかになります。 入力がフィーチャ サービスの場合、入力はポイント、ライン、ポリゴンのいずれかのタイプになります。

入力マスク データがイメージ サービスの場合、有効な値 (ゼロを含む) を持つ場所で解析が行われます。 マスク入力の NoData のセルは、出力でも NoData になります。

Raster Layer; Image Service; Feature Layer; String

派生した出力

ラベル説明データ タイプ
出力ラスター

出力サーフェス パラメーター ラスター。

Raster Layer

arcpy.ra.SurfaceParameters(inputSurfaceRaster, outputRasterName, {parameterType}, {localSurfaceType}, {neighborhoodDistance}, {useAdaptiveNeighborhood}, {zUnit}, {outputSlopeMeasurement}, {projectGeodesicAzimuths}, {useEquatorialAspect}, {inputAnalysisMask})
名前説明データ タイプ
inputSurfaceRaster

入力サーフェス ラスター。 整数タイプまたは浮動小数点タイプにすることができます。

Raster Layer; Image Service; String
outputRasterName

出力ラスター サービスの名前。

String
parameterType
(オプション)

計算する出力サーフェス パラメーターのタイプを指定します。

  • SLOPE—標高の変化率が計算されます。 これがデフォルトです。
  • ASPECT—各セルの最大変化率の下り傾斜方向が計算されます。
  • MEAN_CURVATURE—サーフェスの全体的な曲率が計算されます。 最小曲率と最大曲率の平均として計算されます。 この曲率は、方向や重力の影響とは無関係に、サーフェスの固有の凹凸を表します。
  • TANGENTIAL_CURVATURE—傾斜に垂直で輪郭線に接する幾何学的な法曲率が測定されます。 一般的に、この曲率はサーフェスを横断する流れの収束または分岐を特徴づけるために適用されます。
  • PROFILE_CURVATURE—傾斜に沿った幾何学的な法曲率が測定されます。 一般的に、この曲率はサーフェスを流れる流れの加速または減速を特徴づけるために適用されます。
  • CONTOUR_CURVATURE—等高線に沿った曲率が測定されます。
  • CONTOUR_GEODESIC_TORSION—等高線に沿った傾斜角の変化率が測定されます。
  • GAUSSIAN_CURVATURE—サーフェスの全体的な曲率が計算されます。 最小曲率と最大曲率の積として計算されます。
  • CASORATI_CURVATURE—サーフェスの全体的な曲率が測定されます。 ゼロか他の任意の正の数値にすることができます。
String
localSurfaceType
(オプション)

ターゲット セルの周囲に適合するサーフェス関数のタイプを指定します。

  • QUADRATIC—二次サーフェス関数が隣接するセルに適合されます。 これがデフォルトです。
  • BIQUADRATIC—四次サーフェス関数が隣接するセルに適合されます。
String
neighborhoodDistance
(オプション)

出力は、ターゲットセル中心に対してこの距離を比較して計算されます。 これによって近傍サイズを決定します。

デフォルト値は入力ラスターのセル サイズで、3 x 3 の近傍になります。

Linear Unit
useAdaptiveNeighborhood
(オプション)

地形の変化に応じて近傍距離が変化するかどうかを指定します (アダプティブ)。 最大距離は近傍距離によって決定されます。 最小距離は、出力ラスターのセル サイズです。

  • FIXED_NEIGHBORHOOD—すべての場所で単一の (固定された) 近傍距離を使用します。 これがデフォルトです。
  • ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD—すべての場所で適応可能な近傍距離を使用します。
Boolean
zUnit
(オプション)

鉛直方向の Z 値に使用する距離単位を指定します。

存在する場合は、鉛直座標系によって定義されます。 鉛直座標系が存在しない場合、正しい測地線の計算を実現するために、単位リストを使用して Z 単位を定義します。 デフォルトはメートルです。

  • INCH—距離単位はインチになります。
  • FOOT—距離単位はフィートになります。
  • YARD—距離単位はヤードになります。
  • MILE_US—距離単位はマイルになります。
  • NAUTICAL_MILE—距離単位は海里になります。
  • MILLIMETER—距離単位はミリメートルになります。
  • CENTIMETER—距離単位はセンチメートルになります。
  • METER—距離単位はメートルになります。
  • KILOMETER—距離単位はキロメートルになります。
  • DECIMETER—距離単位はデシメートルになります。
String
outputSlopeMeasurement
(オプション)

出力傾斜角ラスターに使用される計測単位 (度またはパーセンテージ)。 このパラメーターは、parameterType = "SLOPE" である場合にのみ使用できます。

  • DEGREE—傾斜角を度単位で計算します。
  • PERCENT_RISE—傾斜角は、勾配率 (傾斜率) として計算されます。
String
projectGeodesicAzimuths
(オプション)

出力空間参照によって引き起こされる角度の歪みを修正するために、測地線方位を投影するかどうかを指定します。

  • GEODESIC_AZIMUTHS—測地線方位は投影されません。 これがデフォルトです。
  • PROJECT_GEODESIC_AZIMUTHS—測地線方位が投影されます。
Boolean
useEquatorialAspect
(オプション)

赤道上のポイント、または北極から傾斜方向を測定するかどうかを指定します。

  • NORTH_POLE_ASPECT—北極からの傾斜方向が測定されます。 これがデフォルトです。
  • EQUATORIAL_ASPECT—赤道上のポイントからの傾斜方向が測定されます。
Boolean
inputAnalysisMask
(オプション)

解析が行われる場所を定義する入力データ。

これは、イメージ サービスでもフィーチャ サービスでもかまいません。 入力がイメージ サービスの場合、整数タイプまたは浮動小数点数タイプのいずれかになります。 入力がフィーチャ サービスの場合、入力はポイント、ライン、ポリゴンのいずれかのタイプになります。

入力マスク データがイメージ サービスの場合、有効な値 (ゼロを含む) を持つ場所で解析が行われます。 マスク入力の NoData のセルは、出力でも NoData になります。

Raster Layer; Image Service; Feature Layer; String

派生した出力

名前説明データ タイプ
outputRaster

出力サーフェス パラメーター ラスター。

Raster Layer

コードのサンプル

SurfaceParameters の例 1 (Python ウィンドウ)

この例では、固定の 3 X 3 近傍ウィンドウを使用して傾斜角度を計算しており、入力サーフェスがあるという前提で出力をイメージ サービス レイヤーとして保存しています。

import arcpy

arcpy.SurfaceParameters_ra(
    "https://myserver/rest/services/elevation/ImageServer", 
    "out_surfaceparameters", "SLOPE", "QUADRATIC", 
    "", "FIXED_NEIGHBORHOOD", "", "DEGREE", "", "", "")
SurfaceParameters の例 2 (スタンドアロン スクリプト)

この例では、入力サーフェスがあるという前提で、適応近傍ウィンドウを使用して接線曲率イメージ サービスを作成しています。

#---------------------------------------------------------------------------
# Name: SurfaceParameters_standalone.py
# Description: Calculates tangential curvature using 
#              an adaptive neighborhood from an input surface. 
#
# Requirements: ArcGIS Image Server

# Import system modules
import arcpy

# Set local variables

inputSurface = "https://myserver/rest/services/elevation/ImageServer"
outName = "outsurfp1"
parameterType = "TANGENTIAL_CURVATURE"
localSurfaceType = "QUADRATIC"
neighborhoodDistance = "2 Meters"
useAdaptiveNeighborhood = "ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD"
zUnit = "#"
outputSlopeMeasure = "#"
projectGeodesicAzimuth = "#"
useEquatorialAspect = "#"
inputAnalysisMask = "https://myserver/rest/services/elevation_clip/ImageServer"

# Execute Surface Parameters raster analysis tool

arcpy.SurfaceParameters_ra(inputSurface, 
                           outName, 
                           parameterType,
                           localSurfaceType, 
                           neighborhoodDistance,
                           useAdaptiveNeighborhood, 
                           zUnit,
                           outputSlopeMeasure,
                           projectGeodesicAzimuth,
                           useEquatorialAspect,
                           inputAnalysisMask)

環境

範囲, セル サイズ, マスク, 出力座標系, ピラミッド, スナップ対象ラスター

ライセンス情報

  • Basic: 次のものが必要 ArcGIS Image Server
  • Standard: 次のものが必要 ArcGIS Image Server
  • Advanced: 次のものが必要 ArcGIS Image Server

関連トピック

  • テレインの分析ツールセットの概要
  • ジオプロセシング ツールの検索
  • サーフェス パラメーター (Surface Parameters)
  • サーフェス パラメーター (Surface Parameters) の仕組み
  • サーフェス パラメーター関数

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  2. 使用法
  3. パラメーター
  4. 環境
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