Геостатистическое моделирование Гаусса (Geostatistical Analyst)

Доступно с лицензией Geostatistical Analyst.

Краткая информация

Выполняет условное и безусловное геостатическое моделирование на основе модели простого кригинга. Моделируемые растры можно считать равновероятными реализациями модели кригинга.

Более подробно о работе инструмента Геостатистическое моделирование Гаусса

Использование

• Входной геостатистический слой должен быть результатом применения простого кригинга к набору данных. Геостатические слои, являющиеся результатом других видов кригинга, не могут быть использованы в этом инструменте.

  Дополнительно:

  • Чтобы входные данные обладали стандартным нормальным распределением, рекомендуется преобразование данных по методу нормальных меток.
  • Кластеризованные данные должны быть декластеризованы (с использованием метода ячейки или полигона с вырезанным контуром), так чтобы входная гистограмма точно представляла исследуемую выборку. Гистограмма воспроизводится (в среднем) в реализациях.

• Для создания условных реализаций, условные данные должны быть такими же, как и данные, используемые для построения модели простого кригинга, на которой основано моделирование, однако и другие наборы данных могут использоваться для задания условий реализации.

• Выходные данные, созданные этим инструментом, могут быть определены следующим образом.

  • Префикс, за которым следует от s0 до sN (где N является числом реализаций) используется для именования имитированных растров, если выбрана опция Сохранить моделируемые растры (Save simulated rasters).
  • Префикс, за которым следует MIN, MAX, MEAN, STDDEV, QUARTILE1, MEDIAN, QUARTILE3, QUANTILE или P_THRSHLD, используется для именования выходных растров, если выбраны эти опции постобработки.
  • Префикс, за которым следует имя полигонального класса пространственных объектов, используется для именования выходного полигонального класса пространственных объектов, если выбрана постобработка областей интереса (статических полигонов).

• Для определения выходных данных разных сеансов имитации используйте разные префиксы. При использовании одного префикса все предыдущие результаты, начинающиеся с этого префикса, будут удалены перед созданием новых результатов. Возможно также, чтобы выходные данные разных сеансов имитирования хранились в отдельных папках или базах геоданных.

• Если будут указаны входные полигоны статистики, то в выходном полигональном классе пространственных объектов будет содержаться суммарная статистика значений, имитированных в каждом полигоне. Более подробно об этих суммарных статистиках см. в разделе Как работает геостатистическое моделирование Гаусса.

• Полигоны, представляющие области интереса, должны быть полностью расположены в пределах экстента имитированного растра. Если какая-либо часть полигона покрыта значениями NoData в имитированных растрах, таблица атрибутов полигона содержит недопустимые результаты. В этом случае в поле CELL_COUNT будет отображаться смоделированное число ячеек внутри полигона, и это число будет выражено отрицательным значением.

• При работе инструмента используется генератор случайных чисел. Используемое инициирующее значение может задаваться параметром среды Генератор случайных чисел.

  • Если используемое инициирующее значение равно 0 (значение по умолчанию), при каждом запуске инструмента будет использоваться другой набор случайных чисел и создаваться другой набор имитаций.
  • Если используемое инициирующее значение больше 0, при каждом запуске инструмента, пока значение не будет изменено, будет создаваться одинаковый набор имитаций.

  Примечание:

  Поддерживается только тип генератора случайных чисел Mersenne Twister; если выбраны ACM сборный алгоритм 599 или Standard C Rand, вместо них будет использован Mersenne Twister.

• Если выбран вариант сохранения имитированных растров, только первые два растра будут добавлены в таблицу содержания в ArcMap. Однако можно перейти к выходной рабочей области и добавить остальные.

• Для условного моделирования точки набора данных, которые попадают внутрь одной ячейки, будут усреднены, и реализации будут удовлетворять условиям для наследования этого среднего значения. При большом размере выходной ячейки, большое число точек попадает внутрь каждой ячейки и усредняется, а реализации будут удовлетворять условиям для наследования этих немногих (сравнительно) средних значений.

• Если заданы ограничивающие пространственные объекты, любые объекты или растры, заданные параметром среды Маска, будут игнорироваться.

• На текущее программное обеспечение накладываются следующие ограничения.

  • Максимальный размер растра ограничен 2049² ячейками (т.е., 2049 строк на 2049 столбцов в квадратном растре).
  • Максимальное число реализаций, которые могут быть запрошены в одном прогоне, равно 4500. Обратите внимание, что максимальное число растров, которые могут содержаться в рабочей области, равно 4999.
  • Моделирование, основанное на моделях периодических вариограмм (J-Бесселя и эффекта дыры) может быть неточным.

• Ошибка Недостаточно памяти для выполнения требуемой операции может указывать, что запрошенный размер ячейки приведет к слишком большому выходному растру.

• Для форматов данных, которые поддерживают пустые значения (Null), например для классов пространственных объектов файловых баз геоданных, значение Null используется для указания того, что для данного местоположения не удалось выполнить интерполяцию, или что значение следует игнорировать при его использовании в качестве входного. Для форматов данных, которые не поддерживают пустые значения, например для шейп-файлов, используется значение -1,7976931348623158e+308 (это отрицательный вариант определенной в языке C++ константы DBL_MAX) для указания того, что для данного местоположения не удалось выполнить интерполяцию.

Параметры

Диалог

Подпись	Описание	Тип данных
Входной геостатистический слой	Входной геостатистический слой, являющийся результатом модели Простого кригинга.	Geostatistical Layer
Число реализаций	Число выполняемых симуляций.	Long
Выходная рабочая область	Хранит все результаты симуляций. Входную рабочую область можно хранить в папке или базе геоданных.	Workspace
Префикс выходной модели	Алфавитно-цифровой префикс длиной от 1 до 3 символов, который автоматически добавляется к именам выходных наборов данных.	String
Входные объекты условия (Дополнительный)	Пространственные объекты, используемые для задания условий реализаций. В случае незаполнения создаются реализации без условий.	Feature Layer
Поле, задающее условия (Дополнительный)	Поле, используемое для задания условий реализаций. В случае незаполнения создаются реализации без условий.	Field
Размер выходной ячейки (Дополнительный)	Размер ячейки, который будет использован при создании выходного растра. Это значение можно явно задать в Параметрах среды через Размер ячейки. Если не задано иное, используется наименьшее значение из ширины и высоты экстента входных точечных объектов во входной пространственной привязке, деленное на 250.	Analysis Cell Size
Входные ограничивающие объекты (Дополнительный)	Лимитирует анализ ограничивающим полигоном вокруг объектов. Если введены точечные объекты, то автоматически создается выпуклая оболочка полигона. Затем реализации выполняются в пределах этого полигона. Если заданы ограничивающие пространственные объекты, любые объекты или растры, заданные параметром среды Маска, будут игнорироваться.	Feature Layer
Сохранить моделируемые растры (Дополнительный)	Определяет, следует ли сохранять на диск сымитированные растры. Отмечено – указывает, что сымитированные растры будут сохраняться на диске. Не отмечено – указывает, что сымитированные растры не будут сохраняться на диске.	Boolean
Квантиль (Дополнительный)	Значение квантиля, для которого будет создан выходной растр.	Double
Пороговое значение (Дополнительный)	Пороговое значение, для которого будет создан выходной растр, в виде процента от количества превышений заданного порога, по принципу «ячейка за ячейкой».	Double
Входные полигоны статистики (Дополнительный)	Эти полигоны представляют области интереса, для которых вычисляется суммарная статистика. Если будут указаны полигоны статистики, выходной полигональный класс пространственных объектов будет сохранен в выходной рабочей области под тем же именем, что и входные полигоны, с префиксом выходной модели перед именем. Так, если входным полигонам статистики было дано имя myPolys, и вы указали префикс выходной модели aaa, то выходные полигоны получат имя aaamyPolys и будут сохранены в указанной выходной рабочей области.	Feature Layer
Тип статистики растра (Дополнительный)	Моделируемые растры подвергаются последующей обработке по принципу «ячейка за ячейкой», при этом вычисляется каждый выбранный тип статистики, которая записывается в выходном растре. Минимум—Вычисляет минимум (наименьшее значение). Максимум—Вычисляет максимум (наибольшее значение). Среднее—Вычисляет среднее значение. Среднеквадратическое отклонение—Вычисляет стандартное отклонение. Квартиль 1—Вычисляет 25-й квантиль. Медиана—Вычисляет медиану. Квартиль 3—Вычисляет 75-й квантиль. Квантиль—Вычисляет квантиль, указанный пользователем (0 < Q < 1). Порог вероятности—Вычисляет процентное соотношение имитаций, в которых значение ячейки превышает пороговое значение, указанное пользователем.	String
Поле обусловленной ошибки измерения (Дополнительный)	Поле, в котором устанавливается погрешность измерения для каждой входной точки в объектах условий. Для каждого объекта условий значение этого поля должно соответствовать одному стандартному отклонению измеренного значения пространственного объекта. Используйте это поле, если значения погрешности измерений в опорных точках различаются. Наиболее распространенным источником неустойчивой погрешности измерений является проведение измерений данных разными, отличающимися один от другого измерительными устройствами. У более точных устройств погрешность измерения будет меньше. Например, один термометр округляет значение с точностью до градуса, а другой – до десятых долей градуса. Точность и разброс показаний измерений указывается производителем измерительного устройства; кроме того, эти величины могут быть получены эмпирическим путем. Не указывайте этот параметр, если погрешности измерений не наблюдаются или их значения неизвестны.	Field

Производные выходные данные

Подпись	Описание	Тип данных
Выходная рабочая область	Рабочая область, содержащая результаты моделирования.	Рабочая область
Выходные полигоны статистики	Выходные полигоны статистики.	Класс объектов
Выходные растры моделирования	Выходные растры моделирования.	Растровый слой
Выходные растры статистики	Выходные растры статистики.	Растровый слой
Сходимость	Выходное значение конвергенции.	Дублирование

Python

arcpy.ga.GaussianGeostatisticalSimulations(in_geostat_layer, number_of_realizations, output_workspace, output_simulation_prefix, {in_conditioning_features}, {conditioning_field}, {cell_size}, {in_bounding_dataset}, {save_simulated_rasters}, {quantile}, {threshold}, {in_stats_polygons}, {raster_stat_type}, {conditioning_measurement_error_field})

Имя	Описание	Тип данных
in_geostat_layer	Входной геостатистический слой, являющийся результатом модели Простого кригинга.	Geostatistical Layer
number_of_realizations	Число выполняемых симуляций.	Long
output_workspace	Хранит все результаты симуляций. Входную рабочую область можно хранить в папке или базе геоданных.	Workspace
output_simulation_prefix	Алфавитно-цифровой префикс длиной от 1 до 3 символов, который автоматически добавляется к именам выходных наборов данных.	String
in_conditioning_features (Дополнительный)	Пространственные объекты, используемые для задания условий реализаций. В случае незаполнения создаются реализации без условий.	Feature Layer
conditioning_field (Дополнительный)	Поле, используемое для задания условий реализаций. В случае незаполнения создаются реализации без условий.	Field
cell_size (Дополнительный)	Размер ячейки, который будет использован при создании выходного растра. Это значение можно явно задать в Параметрах среды через Размер ячейки. Если не задано иное, используется наименьшее значение из ширины и высоты экстента входных точечных объектов во входной пространственной привязке, деленное на 250.	Analysis Cell Size
in_bounding_dataset (Дополнительный)	Лимитирует анализ ограничивающим полигоном вокруг объектов. Если введены точечные объекты, то автоматически создается выпуклая оболочка полигона. Затем реализации выполняются в пределах этого полигона. Если заданы ограничивающие пространственные объекты, любые объекты или растры, заданные параметром среды Маска, будут игнорироваться.	Feature Layer
save_simulated_rasters (Дополнительный)	Определяет, следует ли сохранять на диск сымитированные растры. SAVE_SIMULATIONS—Указывает, что сымитированные растры будут сохраняться на диске. DO_NOT_SAVE_SIMULATIONS—Указывает, что сымитированные растры не будут сохраняться на диске.	Boolean
quantile (Дополнительный)	Значение квантиля, для которого будет создан выходной растр.	Double
threshold (Дополнительный)	Пороговое значение, для которого будет создан выходной растр, в виде процента от количества превышений заданного порога, по принципу «ячейка за ячейкой».	Double
in_stats_polygons (Дополнительный)	Эти полигоны представляют области интереса, для которых вычисляется суммарная статистика. Если указаны in_stats_polygons, то выходной полигональный класс пространственных объектов будет сохранен в расположении, заданном output_workspace под тем же именем, что и входные полигоны, с префиксом output_simulation_prefix перед именем. Например, если входным полигонам статистики было дано имя myPolys и вы указали префикс выходной модели aaa,, то выходные полигоны получат имя aaamyPolys и будут сохранены в указанной выходной рабочей области.	Feature Layer
raster_stat_type [raster_stat_type,...] (Дополнительный)	Моделируемые растры подвергаются последующей обработке по принципу «ячейка за ячейкой», при этом вычисляется каждый выбранный тип статистики, которая записывается в выходном растре. MIN—Вычисляет минимум (наименьшее значение). MAX—Вычисляет максимум (наибольшее значение). MEAN—Вычисляет среднее значение. STDDEV—Вычисляет стандартное отклонение. QUARTILE1—Вычисляет 25-й квантиль. MEDIAN—Вычисляет медиану. QUARTILE3—Вычисляет 75-й квантиль. QUANTILE—Вычисляет квантиль, указанный пользователем (0 < Q < 1). P_THRSHLD—Вычисляет процентное соотношение имитаций, в которых значение ячейки превышает пороговое значение, указанное пользователем.	String
conditioning_measurement_error_field (Дополнительный)	Поле, в котором устанавливается погрешность измерения для каждой входной точки в объектах условий. Для каждого объекта условий значение этого поля должно соответствовать одному стандартному отклонению измеренного значения пространственного объекта. Используйте это поле, если значения погрешности измерений в опорных точках различаются. Наиболее распространенным источником неустойчивой погрешности измерений является проведение измерений данных разными, отличающимися один от другого измерительными устройствами. У более точных устройств погрешность измерения будет меньше. Например, один термометр округляет значение с точностью до градуса, а другой – до десятых долей градуса. Точность и разброс показаний измерений указывается производителем измерительного устройства; кроме того, эти величины могут быть получены эмпирическим путем. Не указывайте этот параметр, если погрешности измерений не наблюдаются или их значения неизвестны.	Field

Производные выходные данные

Имя	Описание	Тип данных
out_workspace	Рабочая область, содержащая результаты моделирования.	Рабочая область
out_polygon_stat	Выходные полигоны статистики.	Класс объектов
out_raster_simulation	Выходные растры моделирования.	Растровый слой
out_raster_stat	Выходные растры статистики.	Растровый слой
out_convergence_value	Выходное значение конвергенции.	Дублирование

Пример кода

GaussianGeostatisticalSimulations Пример 1 (окно Python)

Выполняет безусловное моделирование.

import arcpy
arcpy.env.workspace = "C:/gapyexamples/data"
arcpy.GaussianGeostatisticalSimulations_ga("C:/gapyexamples/data/kriging.lyr", "10",
                                           "C:/gapyexamples/output", "ggs", "", "",
                                           "2000", "", "", "", "", "", "MEAN")

GaussianGeostatisticalSimulations Пример 2 (автономный скрипт)

Выполняет безусловное моделирование.

# Name: GaussianGeostatisticalSimulations_Example_02.py
# Description: This tool performs conditional or unconditional geostatistical
#              simulation based on a Simple Kriging model.
# Requirements: Geostatistical Analyst Extension

# Import system modules
import arcpy

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

# Set local variables
inLayer = "C:/gapyexamples/data/kriging.lyr"
numRealizations = 10
outWorkspace = "C:/gapyexamples/output"
cellSize = 2000
prefix = "ggs"
rasstatType = "MEAN"
conFeatures = ""
conField = ""
boundingData = ""
savesimRasters = ""
quantile = ""
threshold = ""
statsPolygons = ""
errorField = ""

# Execute GaussianGeostatisticalSimulations
arcpy.GaussianGeostatisticalSimulations_ga(
    inLayer, numRealizations, outWorkspace, prefix, conFeatures, conField, 
    cellSize, boundingData, savesimRasters, quantile, threshold, 
    statsPolygons, rasstatType, errorField)

Параметры среды

Размер ячейки, Текущая рабочая область, Экстент, Географические преобразования, Маска, Выходная система координат, Коэффициент параллельной обработки, Генератор случайных чисел, Временная рабочая область, Растр привязки

Особые случаи

Информация о лицензиях

• Basic: Обязательно Geostatistical Analyst
• Standard: Обязательно Geostatistical Analyst
• Advanced: Обязательно Geostatistical Analyst