従来の距離ツールから歪みのない距離ツールへの移行

Spatial Analyst のライセンスで利用可能。

ArcGIS Pro 2.5距離ツールセットと距離ラスター関数が大幅に改良されました。 拡張機能に加えて、操作結果の計算が高精度かつ正確に行われるようになりました。

歪みのない距離ツール

ArcGIS Pro 2.5 では、コスト ベースの距離マッピングのための新しいアルゴリズムが導入されました。 このアルゴリズムは、セル接続性のネットワーク モデルの使用により生じた出力の歪みを取り除きます。 この歪みを取り除くと、次の利点が得られます。

  • すべての方向のコスト累積が同じ方法で測定されます。 重要で特殊なケースは、一定のコスト サーフェスを持つコスト距離がユークリッド距離マッピングと同じ出力を生成するようになったことです。
  • デジタル標高モデル上のサーフェス距離が高精度かつ正確に計算されます。
  • バリア周囲のパスが高精度かつ正確に追跡されます。

新しい歪みのない距離分析と従来の距離分析の差は、視覚的に示すことができます。 下の 2 つの画像は、異なる分析手法から得られる結果を比較しています。

次の図は、入力バリアを使用した [距離累積 (Distance Accumulation)] ツールからの出力 (青色のバンド) と新しい [最適パス (ライン) (Optimal Path As Line)] ツールからの出力 (オレンジ色のライン) を示しています。

最適パス (ライン) を使用した歪みのない距離累積を示す画像
この画像は、最適パス (ライン) を使用した歪みのない距離累積を示しています。

下の画像は、NoData としてエンコードされたバリアで定数入力を使用した従来の [コスト距離 (Cost Distance)] ツールの出力 (青色のバンド) と共に、従来の [コスト パス (ポリライン) (Cost Path As Polyline)] ツールの出力 (オレンジ色のライン) を示しています。 ご覧のように、新しいツール (前述) で生成される滑らかなシェープは、以前のツール (後述) で生成されるシェープよりも、実際の条件を表しています。

従来のコスト距離サーフェスと従来の最小コスト パスを示す画像
この画像は、従来のコスト距離サーフェスと従来の最小コスト パスを示しています。

測地線解析

測地線コスト距離解析は、[距離累積 (Distance Accumulation)][距離アロケーション (Distance Allocation)]、および [最適リージョン接続 (Optimal Region Connections)] ツールで使用できます。

強度マッピング

[距離累積 (Distance Accumulation)] ツールおよび [距離アロケーション (Distance Allocation)] ツールから出力される新しい [出力ソースの位置ラスター] を使用すると、ソースの境界の強度マッピングを行い、すべてのコスト パスをプロットしなくても、分析範囲内でほとんどのコスト パスが終了する位置を示すことができます。 ArcGIS Pro 2.5 の新機能であるラスター セルの反復子 python オブジェクトで、この種の強度計算を実行できます。

新しい [最適パス (ラスター) (Optimal Path As Raster)] ツールを使用すると、ソースから目的地への途中でセルを通過する最小コスト パスの数をカウントできます。

ツールセットの構成とマッピング

慣れ親しまれた元の距離ツールは、従来のサブツールセットから引き続き利用できます。 将来は、距離分析ワークフローに新しい歪みのない距離ツールを使用することをお勧めします。

新しいツールは次のとおりです。

以下の表に、従来の距離ツールと、機能およびパフォーマンスが強化された代替ツールの間のマッピングを示します。

従来の距離ツール新しい歪みのない距離ツール
コリドー (Corridor)最小コスト コリドー (Least Cost Corridor)
コスト距離 (Cost Distance)距離累積 (Distance Accumulation)
コスト バック リンク (Cost Back Link)

[距離累積 (Distance Accumulation)][出力バック方向ラスター] パラメーターを指定

コスト アロケーション (Cost Allocation)距離アロケーション (Distance Allocation)
ユークリッド距離 (Euclidean Distance)距離累積 (Distance Accumulation)
ユークリッド方向 (Euclidean Direction)

[距離累積 (Distance Accumulation)][出力ソース方向ラスター] パラメーターを指定

ユークリッド 逆方向 (Euclidean Back Direction)

[距離累積 (Distance Accumulation)][出力バック方向ラスター] パラメーターを指定

ユークリッド アロケーション (Euclidean Allocation)距離アロケーション (Distance Allocation)
パスの距離 (Path Distance)距離累積 (Distance Accumulation)
パスの距離バック リンク (Path Distance Back Link)

[距離累積 (Distance Accumulation)][出力バック方向ラスター] パラメーターを指定

パスの距離アロケーション (Path Distance)距離アロケーション (Distance Allocation)
コスト パス (Cost Path)最適パス (ラスター) (Optimal Path As Raster)
コスト パス (ポリライン) (Cost Path as Polyline)最適パス (ライン) (Optimal Path As Line)
コスト接続性 (Cost Connectivity)最適領域接続 (Optimal Region Connections)

新しいワークフローでは、バック方向ラスターがバック リンクラスターの後を継ぎます。 [最適パス (ラスター) (Optimal Path As Raster)] ツールと [最適パス (ライン) (Optimal Path As Line)] ツールは、バック リンク ラスターを入力として受け入れません (フロー方向ラスターを受け入れます)。 [コスト パス (Cost Path)] ツールまたは [コスト パス (ポリライン) (Cost Path As Polyline)] ツール以外の何かを含むバック リンク ラスターをワークフローで使用していた場合は、Spatial Analyst チームにお問い合わせください。

従来のコスト距離ツールで [最大距離] パラメーターを使用していた場合、今後は、ソース パラメーター グループの特性の [最大累積] パラメーターを使用してください。

参考文献

Goodchild, M. F. 1977. An Evaluation of Lattice Solutions to the Problem of Corridor Location. Environment and Planning A, Vol. 9, No. 7, 727-738.

Sethian, J. A. 1997. Tracking Interfaces with Level Sets: An “act of violence” helps solve evolving interface problems in geometry, fluid mechanics, robotic navigation and materials sciences. American Scientist, Vol. 85, No. 3, 254-263.

Sethian, J. A. 1999. Level set methods and fast marching methods: evolving interfaces in computational geometry, fluid mechanics, computer vision, and materials science (2nd edition). Cambridge University Press

Zhao, H. 2005. A fast sweeping method for eikonal equations, Mathematics of computation, Vol. 74, No. 250, 603-627.

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