Доступно с лицензией Spatial Analyst.
Вы можете использовать инструменты Растяжение и Сокращение для генерализации, или упрощения, растров. В отличие от инструментов Фильтр большинства и Удаление границ, Растяжение и Сокращение позволяет выполнять генерализацию определенных зон. В зависимости от используемого инструмента, можно сделать определенные зоны больше или меньше. Вы также можете управлять степенью генерализации.
Оба инструмента работают двумя способами. Первый - математическо-морфологический подход. Второй - на базе расстояния.
Сравнение инструментов Растяжение и Сокращение
Оба инструмента замещают определенными зонами ячейки других зон.
Развернуть
С помощью инструмента Растяжение выбранные зоны увеличиваются, распространяясь на другие зоны. Концептуально, выбранные Значения зон могут рассматриваться как зоны переднего плана, в то время как другие значения остаются фоновыми зонами. Зоны переднего плана могут быть расширены в фоновые зоны.
Сокращение
С помощью инструмента Сокращение, выбранные зоны сокращаются, т.е. уменьшаются в размерах, а ячейки других зон растягиваются в них. Концептуально, выбранные Значения зон рассматриваться как зоны переднего плана, в то время как остальные значения остаются фоновыми зонами. С помощью этого инструмента, ячейки в зонах переднего плана могут быть заменены ячейками в фоновых зонах.
Узкие острова внутри зоны, которые могут рассматриваться как общие границы с зоной, могут быть также заменены
Степень генерализации
Степень генерализации управляется параметром Число ячеек. По умолчанию используется значение 1, это означает, что, в зависимости от используемого инструмента, пространство выбранных зон будет растягиваться или сокращаться в соответствии с размером одной ячейки. Чтобы увеличить степень генерализации, введите большее значение этого параметра. Концептуально это похоже на запуск инструмента столько раз, сколько указано в данном параметре, результаты предыдущего запуска являются входными данными следующего прохода
Методы
При генерализации растров с помощью инструментов Растяжение и Сокращение доступны два метода: математическо-морфологический и на базе расстояния
Математическо-морфологический метод
Математическо-морфологический подход применяет к растру структурирующий элемент для получения информации о нем. Есть несколько возможных форм, наиболее часто используется простой квадрат со стороной в 3 ячейки. Во время операции, каждая ячейка обрабатываемого растра проверяется на включение в набор выбранной зоны или исключение из него (Matheron, 1967 и Sera, 1982). Этот алгоритм применялся при обработке бинарных изображений в начале эры обработки изображений для работы с изображениями с несколькими значениями зон и возможностью выбора размера структурирующего элемента. При этом методе, инструменты Растяжение и Сокращение используют квадратный структурирующий элемент размером 3x3 ячейки.
Метод на базе расстояния
Этот метод предполагает, что ячейки с входными значениями выбранной зоны являются источниками. Каждая ячейка во входном растре рассматривается в связи с расстоянием до ближайшей ячейки-источника. Расстояние ограничено целочисленным евклидовым расстоянием, умноженным на разрешение входного растра.
Эти условия учитываются для определения итогового выходного значения, которое получит каждая ячейка в пределах этого расстояния. Эти принципы одинаковы для инструментов Растяжение и Сокращение.
- Если для ячейки в пределах разрешенного расстояния находится только один тип зоны источника ячеек, эта ячейка будет расширена на данные значения зоны.
- Если для ячейки в пределах разрешенного расстояния находится несколько типов значений зон, эта ячейка будет расширена на значения ближайшей зоны.
- Если для ячейки в пределах разрешенного расстояния находится несколько типов источников ячеек, и имеется две или более ячеек-источников с одинаковым расстоянием (связью), алгоритм сначала вычисляет вклад каждой из зон-источников. Зона с наибольшим общим вкладом будет использована как выходное значение для данной ячейки.
- Если связь все еще сохраняется, это означает, что имеется два или более источника зон, которые являются ближайшими и вносят одинаковый вклад. В этом случае, ячейка будет расширена на источник с наименьшим значением ячейки.
Примеры
Ниже приведены примеры использования этих инструментов с параметрами Метод растяжения или Метод сокращения, имеющими значение по умолчанию Морфологический.
Пример растяжения
На рисунке ниже инструмент Растяжение применяется к входному растру с зоной 5 и выполняет растяжение на одну ячейку. Обратите внимание, что зона 5, растянутая в значения NoData внизу справа.
Пример сокращения
На рисунке ниже инструмент Сокращение применяется к входному растру, зона 5 сокращается на одну ячейку. Зона 5 не более двух ячеек в ширину в любой области; таким образом, все ячейки, содержащиеся в зоне 5, заменяются значением самой высокой частоты в её окрестности. Значение NoData вторгается в два местоположения в правом нижнем углу, так как это значение самой высокой частоты для двух местоположений.
На рисунке ниже инструмент Сокращение применяется к входному растру, поэтому зоны 4 и 6 сокращаются на оду ячейку. В верхнем левом углу значение 4 остаётся, т.к. оно расположено глубже одной ячейки.
Справочная информация
Matheron, G., Elements pour une Theorie del Milieux Poreux, Masson, Paris, 1967
Serra, J. Image Analysis and Mathematical Morphology, Academic Press, London 1982