Стоимостное расстояние (Spatial Analyst)

Доступно с лицензией Spatial Analyst.

Краткая информация

Вычисляет наименьшую суммарную стоимость перемещения для каждой ячейки от или до источника с наименьшей стоимостью по поверхности стоимости.

Инструмент Накопление расстояния предоставляет улучшенную функциональность или производительность.

Более подробно о работе инструментов стоимостного расстояния

Иллюстрация

Cost_Dist = CostDistance(Source_Ras, Cost_Ras)

Использование

• Входные данные источников могут быть представлены классом объектов или растром.

• Когда входные данные источников – растр, набор ячеек источников состоит из всех ячеек в растре источников, которые имеют действительные значения. Ячейки, имеющие значение NoData, не включаются в набор источников. Нулевое значение рассматривается как истинный источник. Исходный растр можно создать с помощью инструментов извлечения.

• Когда входные данные источников представлены классом пространственных объектов, местоположения источников внутренне конвертируются в растр до выполнения анализа. Разрешение растра можно настраивать с помощью параметра среды Размер ячейки. Выходное разрешение по умолчанию будет соответствовать разрешению входного растра стоимости.

• При использовании данных объекта в качестве входных исходных данных следует особенно тщательно выбирать способ обработки размера выходной ячейки, если его можно охарактеризовать как грубый относительно подробных сведений во входных данных. Процесс внутренней растеризации по умолчанию использует тот же параметр Типа присвоения значений ячейкам, что и инструмент Объекты в растр, и соответствует методу Центр ячейки. Это означает, что данные, не расположенные по центру ячейки, не будут включены в промежуточные растеризованные исходные выходные данные, поэтому они не будут представлены в расчетах расстояния. Например, если источником является ряд небольших полигонов (например периметры знаний), которые невелики относительно размера выходной ячейки, возможно, что только некоторые из них попадут по центру выходных растровых ячеек, и, видимо, большинство остальных объекты будут потеряны в анализе.

  Во избежание этой ситуации в качестве промежуточного шага можно напрямую растеризовать входные объекты с помощью инструмента Объект в растр и задать параметр Поле. Затем используйте полученные выходные данные в качестве входных для того инструмента расстояний, который вам требуется. Кроме того, можно выбрать небольшой размер ячейки, чтобы получить достаточный объем данных из входных объектов.

• Если входные данные источника являются объектом, по умолчанию используется первое доступное поле. Если доступных полей нет, используется поле ObjectID (например, OID или FID, в зависимости от типа входных данных объекта).

• Ячейки со значением NoData во Входном растре стоимости ведут себя как барьеры в инструментах стоимостной поверхности. Любой ячейке, которой присвоено значение NoData на входной поверхности стоимости, будет присвоено значение NoData на всех выходных растрах (стоимость расстояния, распределение и направление).

• Максимальное расстояние задаётся в тех же единицах стоимости, что используются и на входном растре стоимости.

• Для выходного растра расстояния, расстояние с наименьшей стоимостью (или минимальное суммарное стоимостное расстояние) ячейки от или до набора исходных местоположений – это нижняя граница расстояний с наименьшей стоимостью от ячейки до всех исходных местоположений.

• Растр стоимости не может содержать нулевые значения, так как алгоритм представляет собой процесс с умножением. Если ваш растр стоимости содержит нулевые значения, и они представляют области наименьшей стоимости, замените нулевые значения на небольшие положительные числа (например 0,01) перед запуском инструмента Стоимостное расстояние, воспользовавшись инструментом Условие. Если ячейки с нулевыми значениями представляют области, которые должны быть исключены из анализа, замените нулевые значения на значения NoData перед запуском инструмента Стоимостное расстояние, воспользовавшись инструментом Установить ноль.

• Характеристики начальной точки или объекта, перемещающегося от начальной точки или возвращающегося в нее, контролируются определенными параметрами. Параметр Коэффициент стоимости источника определяет режим передвижения или величину в источнике, Начальная стоимость источника задает начальную стоимость до начала движения, Степень сопротивляемости источника является динамическим сдвигом, отвечающим за влияние итоговой стоимости, симулирующим эффект усталости у путешественника, и Объем источника задает, насколько может накапливаться стоимость, прежде чем достигнет предела. Направление движения определяет начинает ли объект движение от источника к другим местоположениям или наоборот, к источнику.

• Если задана Начальная стоимость источника, а Направление движения выбрано как Движение от источника, исходным местоположениям на выходной поверхности стоимостного расстояния будет присвоено значение Начальной стоимости источника; иначе, им будет присвоено значение 0.

• Если любые из характеристик источника указаны с использованием поля, характеристика источника будет применена по принципу источник-за-источником на основе информации в заданном поле для исходных данных. Если используется ключевое слово или константа, они применяются ко всем источникам.

• Экстент обработки для этого инструмента является Входной растр стоимости.

• Этот инструмент поддерживает параллельную обработку. Если ваш компьютер имеет несколько процессоров или процессор с несколькими ядрами, то его производительность будет более высокой, особенно на больших наборах данных. Раздел справки Параллельная обработка в Spatial Analyst содержит более подробные сведения об этой возможности и способах ее настройки.

  При использовании параллельной обработки, для управления обрабатываемыми фрагментами записываются временные данные. По умолчанию, папка temp находится на локальном диске C:. Вы можете управлять расположением этой папки, настроив Переменную системной среды с именем TempFolders и указав путь к папке, которая будет использоваться (например, E:\RasterCache). Если у вас права администратора на вашей машине, вы можете также использовать ключ регистрации (например, [HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\ESRI\ArcGISPro\Raster]).

  По умолчанию, этот инструмент будет использовать 50 процентов доступных ядер. Если входные данные меньше, чем 5,000 на 5,000 ячеек, может использоваться меньше ядер. Можно задавать число используемых инструментом ядер в среде Коэффициент параллельной обработки.

• См. раздел Среда анализа и Spatial Analyst для получения дополнительной информации о среде геообработки данного инструмента.

Параметры

Диалог

Подпись	Описание	Тип данных
Входные растровые или векторные данные источника	Входные местоположения источников. Растр или набор пространственных данных, определяющий ячейки или местоположения, от или до которых вычисляются стоимостные расстояния с наименьшей стоимостью перемещения от всех ячеек. Для растров входной тип может быть целочисленным или с плавающей точкой.	Raster Layer; Feature Layer
Входной растр стоимости	Растр, определяющий полное сопротивление или стоимость движения в плоскости через каждую ячейку. Значение в каждой ячейке представляет стоимость движения через ячейку по поверхности стоимости, выраженную на единицу расстояния. Для получения общей стоимости прохождения через ячейку, значение каждой ячейки умножается на разрешение ячейки, с учетом возможности движения по диагонали. Значения на входном растре стоимости могут быть представлены целыми числами или числами с плавающей точкой, но они не могут быть отрицательными (стоимость не может быть отрицательной).	Raster Layer
Максимальное расстояние (Дополнительный)	Пороговое значение суммарной стоимости перемещения, которое не может быть превышено. Если значение суммарного стоимостного расстояния превышает это значение, выходной ячейке будет присвоено значение NoData. Максимальное расстояние определяет экстент, для которого вычисляются совокупные стоимостные расстояния. Значение по умолчанию равно расстоянию до границы выходного растра.	Double
Выходной растр направления (Дополнительный)	Выходной растр стоимостного направления. Растр направления содержит значения от 0 до 8, которые определяют направление или следующую соседнюю ячейку (удавшуюся ячейку) по пути с наименьшей суммарной стоимостью от ячейки до ближайшего источника с наименьшей стоимостью. Если маршрут должен пройти через правую соседнюю ячейку, ячейке будет присвоено значение 1, значение 2 будет присвоено нижней правой диагональной ячейке, и так далее по часовой стрелке. Значение 0 резервируется для ячеек источников.	Raster Dataset
Множитель для применения к стоимости (Дополнительный)	Множитель, применяемый к значениям стоимости. Этот параметр позволяет управлять режимом перемещения или магнитудой источника. Чем больше множитель, тем выше стоимость перемещения по каждой ячейке. Значения должны быть больше нуля. Значение по умолчанию равно 1.	Double; Field
Начальная стоимость (Дополнительный)	Начальная стоимость, от которой начинаются вычисления стоимости. Позволяет задавать фиксированную стоимость, связанную с источником. Алгоритм стоимости будет начинать с указанного значения для Начальной стоимости, а не с нуля. Значения должны быть больше или равны нулю. По умолчанию - 0.	Double; Field
Оценка стабильности накопленной стоимости (Дополнительный)	Этот параметр симулирует возрастание усилия для преодоления стоимости по мере увеличения накопленной стоимости. Он используется для моделирования усталости путешествующего. Возрастающая накопленная стоимость для достижения ячейки умножается на степень сопротивляемости и добавляется к стоимости перемещения в последующую ячейку. Это модифицированная версия формулы начисления сложных процентов, которая используется для вычисления предполагаемой стоимости перемещения по ячейке. По мере увеличения степени сопротивления, увеличивается стоимость ячеек, посещаемых в последнюю очередь. Чем выше степень сопротивляемости, тем больше дополнительной стоимости добавляется для достижения следующей ячейки, которая складывается при каждом последующем передвижении. Поскольку степень сопротивляемости похожа по свойствам на общий темп роста, и значения совокупной стоимости очень большие, рекомендуется использовать маленькие значения степени сопротивляемости (например, 0,02, 0,005 или даже меньше, в зависимости от значений совокупной стоимости). Значения должны быть больше или равны нулю. По умолчанию - 0.	Double; Field
Емкость (Дополнительный)	Емкость стоимости источника для перемещающегося объекта. Вычисление стоимости продолжается для каждого источника, пока не будет достигнута указанная емкость. Значения должны быть больше нуля. Емкость по умолчанию равна расстоянию до границы выходного растра.	Double; Field
Направление движения (Дополнительный)	Определяет направление передвижения при применении исходного коэффициента сопротивляемости и исходной начальной стоимости. Если выбрана опция Строка, вы можете выбрать направление от или до, которое будет применено ко всем источникам. Если выбран параметр Поле, можно выбрать поле из исходных данных, определяющее направление для каждого источника. Поле должно содержать текстовую строку FROM_SOURCE или TO_SOURCE. Перемещение от источника—Коэффициент сопротивляемости и начальная стоимость источника будут применяться, начиная от входного источника и перемещаясь в ячейки, не являющиеся источниками. Это значение по умолчанию Перемещение к источнику—Коэффициент сопротивления и начальная стоимость источника будут применены, начиная от каждой ячейки, не являющейся источником, перемещаясь назад до входного источника.	String; Field

Возвращаемое значение

Подпись	Описание	Тип данных
Выходной растр расстояния	Выходной растр стоимостного расстояния. Растр стоимостного расстояния определяет, для каждой ячейки, наименьшее суммарное стоимостное расстояние по поверхности стоимости до установленных положений источников. Источник может быть представлен ячейкой, набором ячеек или векторным объектом. Выходной растр представлен числами с плавающей точкой.	Raster

Python

CostDistance(in_source_data, in_cost_raster, {maximum_distance}, {out_backlink_raster}, {source_cost_multiplier}, {source_start_cost}, {source_resistance_rate}, {source_capacity}, {source_direction})

Имя	Описание	Тип данных
in_source_data	Входные местоположения источников. Растр или набор пространственных данных, определяющий ячейки или местоположения, от или до которых вычисляются стоимостные расстояния с наименьшей стоимостью перемещения от всех ячеек. Для растров входной тип может быть целочисленным или с плавающей точкой.	Raster Layer; Feature Layer
in_cost_raster	Растр, определяющий полное сопротивление или стоимость движения в плоскости через каждую ячейку. Значение в каждой ячейке представляет стоимость движения через ячейку по поверхности стоимости, выраженную на единицу расстояния. Для получения общей стоимости прохождения через ячейку, значение каждой ячейки умножается на разрешение ячейки, с учетом возможности движения по диагонали. Значения на входном растре стоимости могут быть представлены целыми числами или числами с плавающей точкой, но они не могут быть отрицательными (стоимость не может быть отрицательной).	Raster Layer
maximum_distance (Дополнительный)	Пороговое значение суммарной стоимости перемещения, которое не может быть превышено. Если значение суммарного стоимостного расстояния превышает это значение, выходной ячейке будет присвоено значение NoData. Максимальное расстояние определяет экстент, для которого вычисляются совокупные стоимостные расстояния. Значение по умолчанию равно расстоянию до границы выходного растра.	Double
out_backlink_raster (Дополнительный)	Выходной растр стоимостного направления. Растр направления содержит значения от 0 до 8, которые определяют направление или следующую соседнюю ячейку (удавшуюся ячейку) по пути с наименьшей суммарной стоимостью от ячейки до ближайшего источника с наименьшей стоимостью. Если маршрут должен пройти через правую соседнюю ячейку, ячейке будет присвоено значение 1, значение 2 будет присвоено нижней правой диагональной ячейке, и так далее по часовой стрелке. Значение 0 резервируется для ячеек источников.	Raster Dataset
source_cost_multiplier (Дополнительный)	Множитель, применяемый к значениям стоимости. Этот параметр позволяет управлять режимом перемещения или магнитудой источника. Чем больше множитель, тем выше стоимость перемещения по каждой ячейке. Значения должны быть больше нуля. Значение по умолчанию равно 1.	Double; Field
source_start_cost (Дополнительный)	Начальная стоимость, от которой начинаются вычисления стоимости. Позволяет задавать фиксированную стоимость, связанную с источником. Вместо начала вычисления стоимости с нуля, алгоритм стоимости начинает со значения, заданного параметром source_start_cost. Значения должны быть больше или равны нулю. По умолчанию - 0.	Double; Field
source_resistance_rate (Дополнительный)	Этот параметр симулирует возрастание усилия для преодоления стоимости по мере увеличения накопленной стоимости. Он используется для моделирования усталости путешествующего. Возрастающая накопленная стоимость для достижения ячейки умножается на степень сопротивляемости и добавляется к стоимости перемещения в последующую ячейку. Это модифицированная версия формулы начисления сложных процентов, которая используется для вычисления предполагаемой стоимости перемещения по ячейке. По мере увеличения степени сопротивления, увеличивается стоимость ячеек, посещаемых в последнюю очередь. Чем выше степень сопротивляемости, тем больше дополнительной стоимости добавляется для достижения следующей ячейки, которая складывается при каждом последующем передвижении. Поскольку степень сопротивляемости похожа по свойствам на общий темп роста, и значения совокупной стоимости очень большие, рекомендуется использовать маленькие значения степени сопротивляемости (например, 0,02, 0,005 или даже меньше, в зависимости от значений совокупной стоимости). Значения должны быть больше или равны нулю. По умолчанию - 0.	Double; Field
source_capacity (Дополнительный)	Емкость стоимости источника для перемещающегося объекта. Вычисление стоимости продолжается для каждого источника, пока не будет достигнута указанная емкость. Значения должны быть больше нуля. Емкость по умолчанию равна расстоянию до границы выходного растра.	Double; Field
source_direction (Дополнительный)	Определяет направление передвижения при применении исходного коэффициента сопротивляемости и исходной начальной стоимости. FROM_SOURCE—Коэффициент сопротивляемости и начальная стоимость источника будут применяться, начиная от входного источника и перемещаясь в ячейки, не являющиеся источниками. Это значение по умолчанию TO_SOURCE—Коэффициент сопротивления и начальная стоимость источника будут применены, начиная от каждой ячейки, не являющейся источником, перемещаясь назад до входного источника. Укажите ключевое слово FROM_SOURCE или TO_SOURCE, которое будет применено ко всем источникам, либо укажите поле в исходных данных, содержащее ключевые слова, необходимые для идентификации направления перемещения для каждого источника. Это поле должно содержать строки FROM_SOURCE или TO_SOURCE.	String; Field

Возвращаемое значение

Имя	Описание	Тип данных
out_distance_raster	Выходной растр стоимостного расстояния. Растр стоимостного расстояния определяет, для каждой ячейки, наименьшее суммарное стоимостное расстояние по поверхности стоимости до установленных положений источников. Источник может быть представлен ячейкой, набором ячеек или векторным объектом. Выходной растр представлен числами с плавающей точкой.	Raster

Пример кода

CostDistance, пример 1 (окно Python)

На следующем скрипте Python Window показано, как использовать инструмент CostDistance.

import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
outCostDist = CostDistance("source.shp", "elevation", "", "backlink", "Multiplier", "StartCost", "Resistance", 500000)
outCostDist.save("C:/sapyexamples/output/costdist")

CostDistance, пример 2 (автономный скрипт)

Вычисление растра расстояния с наименьшей стоимостью накопления из исходных местоположений точечного шейп-файла.

# Name: CostDistance_Ex_02.py
# Description: Calculates for each cell the least accumulative cost distance
#    to the nearest source over a cost  surface. 
# Requirements: Spatial Analyst Extension

# Import system modules
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *

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

# Set local variables
inSourceData = "source.shp"
inCostRaster = "elevation"
maxDistance = 20000000   
outBkLinkRaster = "C:/sapyexamples/output/outbklink"

# Execute CostDistance
outCostDistance = CostDistance(inSourceData, inCostRaster, maxDistance, outBkLinkRaster)

# Save the output 
outCostDistance.save("C:/sapyexamples/output/outcostdist")

Параметры среды

Автоматическое подтверждение, Размер ячейки, Метод проецирования размера ячейки, Сжатие, Текущая рабочая область, Экстент, Географические преобразования, Маска, Выходное ключевое слово CONFIG, Выходная система координат, Коэффициент параллельной обработки, Временная рабочая область, Растр привязки, Размер листа

Особые случаи

Информация о лицензиях

• Basic: Обязательно Spatial Analyst
• Standard: Обязательно Spatial Analyst
• Advanced: Обязательно Spatial Analyst