Взаимодействие нижнего и верхнего порогов для выходных значений для Изменения масштаба по функции.

Доступно с лицензией Spatial Analyst.

В инструменте Изменение масштаба по функции (Rescale by Function), функция преобразования применяется ко входным значениям между (и включая) указанными значениями нижнего и верхнего порогов. То, как нижний и верхний пороги установлены относительно входных значений растра, может привести к очень разным результатам. Существуют три основных варианта использования при определении нижнего и верхнего пороговых значений для входных значений:

  1. Нижний и верхний пороги эквивалентны наиболее низкому и наиболее высокому входным значениям (зависит от данных).

    Общий случай использования: Определение относительной пригодности ячеек для обитания оленей в наборе данных.

  2. Нижний порог больше, чем самое низкое входное значение или верхний порог меньше, чем самое высокое входное значение (пороговые значения, содержащиеся в данных).

    Общий случай использования: Определение относительной пригодности ячеек для обитания оленей в наборе данных, который содержит значения, где олени не могут жить.

  3. Нижний порог ниже, чем самое низкое входное значение или верхний порог выше, чем самое высокое входное значение (независимо от данных).

    Общий случай использования: Определение относительной пригодности ячеек для обитания оленей в наборе данных о большой популяции оленей, живущих в пределах и за пределами области исследования.

Сценарии для применения нижнего и верхнего порогов

В следующей таблице приведены пять сценариев для применения трех общих случаев использования, приведённых выше, к монотонной (непрерывно увеличивающейся или уменьшающейся), а также к не монотонной (несколько пиков в функции) функций преобразования. В первых четырех сценариях, значения параметров по умолчанию используются с увеличивающейся шкалой оценки. В сценарии 5, определены конкретные форморегулирующие и пороговые параметры.

СценарийЭффект

Монотонная (Monotonic) (В примере используется функция Степень (Power))

1) Нижний и верхний пороги установлены на минимум и максимум входного растра.

Минимальное входное значение присваивается значению От масштаба (From scale) и максимальное – присваивается значению До масштаба (To scale), при всех других входных значениях присваивающихся соответствующим оценочным значениям между порогами.

2) Нижний и верхний пороги находятся в пределах диапазона значений входного растра.

Входные значения соответствующие Нижнему порогу (Lower threshold) присваиваются значению От масштаба (From scale). Входные значения соответствующие Верхнему порогу (Upper threshold) присваиваются значению До масштаба (To scale), при всех других входных значениях присваивающихся соответствующим оценочным значениям между порогами. Входные значения меньшие, чем Нижний порог (Lower threshold) устанавливаются на Значение ниже порога (Value below threshold), а значения большие, чем Верхний порог (Upper threshold) устанавливаются на Значение выше порога (Value above threshold).

3) Нижний порог меньше минимума входного растра или верхний порог больше максимального входного значения.

Значение Нижнего порога (Lower threshold) присваивается значению От масштаба (From scale) и значение Верхнего порога (Upper threshold) присваивается значению До масштаба (To scale), при всех других входных значениях присваивающихся соответствующим оценочным значениям между порогами. Так как все входные значения больше нижнего порога или меньше верхнего порога, то в выходном растре может не оказаться выходных значений, которые равны оценочным значениям от и до масштаба.

Не монотонная (Non-monotonic) (В примере используется Гауссова функция (Gaussian))

4) Нижний и верхний пороги установлены на минимум и максимум входного растра.

Минимальное и максимальное входные значения присваиваются значению От масштаба (From scale) и середина – присваивается значению До масштаба (To scale), при всех других входных значениях присваивающихся соответствующим оценочным значениям между порогами.

5) Нижний и верхний пороги установлены на одной стороне кривой функции.

Входные значения соответствующие Нижнему порогу (Lower threshold) присваиваются значению До масштаба (To scale). Входные значения соответствующие Верхнему порогу (Upper threshold) присваиваются значению От масштаба (From scale), при всех других входных значениях между порогами присваивающихся соответствующим оценочным значениям. Входные значения меньшие, чем Нижний порог (Lower threshold) устанавливаются на Значение ниже порога (Value below threshold), а значения большие, чем Верхний порог (Upper threshold) устанавливаются на Значение выше порога (Value above threshold).

Подробное обсуждение в примерах каждого из пяти сценариев следует за таблицей.

Сценарий 1

Значения по умолчанию для инструмента используются для определения функции. 4) Верхний и нижний пороги установлены на минимум и максимум входного набора данных. Функция Power (Степень), со значением 2 и сдвигом в 2999.065, используется в качестве примерной функции.

График кривой функции Power (Степень) с пороговыми значениями, установленными на минимум и максимум входного набора данных
График кривой функции Power (Степень) с пороговыми значениями, установленными на минимум и максимум входного набора данных

Диапазон значений входного растра – от 3000 до 5000. Все значения растра будут преобразованы с использованием функции Power (Степень). Значения функции, f(x), диапазон от 0 до 4000000+ (при применении сдвига). Этот диапазон значений функции затем перемасштабируется к определенной от 1 до 10 оценочной шкале, со значением f(x) равным 3000, которому присваивается 1 в выходном растре, и значением f(x) равным 5000, которому присваивается 10. В этом случае, минимальному и максимальному входным значениям будут присвоены 1 и 10, соответственно, по выходной оценочной шкале.

Сценарий 2

Определённые нижний и верхний пороги находятся в пределах диапазона значений входного растра. Функция Power (Степень), со значением 2 и сдвигом в 3500, используется в качестве примерной функции.

График кривой функции Power (Степень) с пороговыми значениями, установленными в пределах минимума и максимума входного набора данных
График кривой функции Power (Степень) с пороговыми значениями, установленными в пределах минимума и максимума входного набора данных

Диапазон значений входного растра – от 3000 до 5000. Нижний порог установлен на 3500 и верхний порог – на 4500. Значение ниже порога (Value below threshold) установлено на 1 и Значение выше порога (Value above threshold) установлено на 10. Функция Power (Степень) применяется ко входным значениям между 3500 и 4500. Диапазон значений функции, f(x), (примерно от 0 до 1000000) преобразуется к оценочной шкале от 1 до 10. Ячейкам со входным значением 3500 (Нижний порог (Lower threshold)) будет присвоено значение 1, а ячейкам со входным значением 4500 (Верхний порог (Upper threshold)) будет присвоено значение 10 по выходной оценочной шкале. Все значения между порогами будут присвоены соответствующим значениям оценочной шкалы. Обратите внимание на то, что минимальное и максимальное значения входного растра не оказывают никакого влияния на значения выходной оценочной шкалы. Всем ячейкам со входным значением ниже 3500 присваивается 1, а ячейкам со входными значениями выше 4500 будет присвоено 10 (определенные значения параметров для значений ниже и выше пороговых значений); эти значения не рассматриваются в диапазоне значений функции.

Сценарий 3

Нижний или верхний порог больше диапазона входных значений. Функция Power (Степень), со значением 2 и сдвигом в 2,000, используется в качестве примерной функции.

График кривой функции Power (Степень) с пороговыми значениями, установленными ниже минимума и выше максимума входного набора данных
График кривой функции Power (Степень) с пороговыми значениями, установленными ниже минимума и выше максимума входного набора данных

Диапазон значений входного растра – от 3000 до 5000. Нижний порог(Lower threshold) установлен на 2000 и верхний порог – на 6000. Функция Power (Степень) будет применена к значениям от 2000 до 6000. Даже если не существует входных значений равных 2000 или 6000, значение функции f(x) для 2000 и 6000 используется для определения нижней и верхней границ диапазона f(x). Диапазон значений функции затем перемасштабируется к оценочной шкале от 1 до 10. Значению функции 2000 (Нижний порог (Lower threshold)) будет присвоено 1, так как это будет самое низкое значение f(x), и значению функции 6000 (Верхний порог (Upper threshold)) будет присвоено значение 10. Однако, поскольку нет никаких входных значений, присвоенных 2000 или 6000, то не будет никаких выходных ячеек, которым присвоены 1 или 10.

Этот сценарий может быть полезен при создании модели пригодности среды обитания для оленей. Вы можете пожелать построить модель для отражения предпочтительных местоположений для обитания оленей в пределах изучаемой территории по отношению ко всей популяции оленей в большем экстенте. В исследуемом районе, минимальное значение критерия – 3000, а максимальное – 5000, но для большего экстента, охватывающего всю популяцию оленей, минимальное значение равно 2000, а максимальное значение составляет 6000.

Сценарий 4

Входные значения отображаются на нижнем и верхнем пороге (вариант по умолчанию) для функции, которая не увеличивается или не уменьшается непрерывно (содержит один или несколько пиков). Гауссова функция используется с серединой, равной 4000, и разбросом, равным 0.00000921, как примерная функция.

График кривой Гауссовой функции с пороговыми значениями, установленными на минимум и максимум входного набора данных
График кривой Гауссовой функции с пороговыми значениями, установленными на минимум и максимум входного набора данных

Диапазон значений входного растра – от 3000 до 5000. Верхний и нижний пороги установлены на минимум и максимум входного набора данных. Гауссова функция применяется ко входным значениям. Полученные значения функции, f(x), затем размещаются на заданной оценочной шкале от 1 до 10. Значения функции для нижнего и верхнего порогов являются самыми низкими значениями f(x) и приписываются к 1 в выходной оценочной шкале. Значение f(x) середины (4000) является самым высоким значением функции и, поэтому, приписывается к 10. Отметим, что в этой функции, нижнее и верхнее пороговые значения не отображаются соответственно в 1 и 10 на оценочной шкале.

Сценарий 5

Особым случаем является Сценарий 5. Гауссова функция используется с серединой, равной 4000, и разбросом, равным 0.00000921, как примерная функция (как и в сценарии 4).

График кривой Гауссовой функции с пороговыми значениями, установленными в пределах минимума и максимума входного набора данных справа от середины
График кривой Гауссовой функции с пороговыми значениями, установленными в пределах минимума и максимума входного набора данных справа от середины

Диапазон значений входного растра – от 3000 до 5000. Значение ниже порога (Value below threshold) установлено на 10 и Значение выше порога (Value above threshold) установлено на 1. Нижний и верхний пороги установлены на значения на одной стороне Гауссовой функции – 4250 и 4500. Середина и разброс по умолчанию, которые установлены на введённые пороговые значения, перезаписываются указанными значениями (такими же, как в сценарии 4). В результате, заданная Гауссова функция (которая не ограничена порогами) будет применяться только к входным значениям в диапазоне от 4250 до 4500. Диапазон значений функции f(x) будет перемасштабирован к оценочной шкале от 1 до 10 с Нижним порогом (Lower threshold) (входное значение – 4250) назначенным 10 по оценочной шкале и Верхним порогом (Upper threshold) (входное значение – 4500) назначенным 1.

Связанные разделы