Доступно с лицензией Spatial Analyst.
Операции основанного на ячейках анализа, доступные в расширении ArcGIS Spatial Analyst, можно разделить на пять типов:
- Операции, работающие с местоположением одной ячейки (локальные операции)
- Операции, работающие с местоположениями ячеек в окрестности (фокальные операции)
- Операции, работающие с ячейками в пределах зон (зональные операции)
- Операции, работающие со всеми ячейками растра (глобальные операции)
- Операции, выполняющие специфические задачи (например, операции гидрологического анализа)
Каждая из этих категорий может испытывать влияние или основываться на пространственном или геометрическом представлении данных, а не только на атрибутивных значениях ячеек. Например, инструмент сложения двух слоев (через сложение ячеек с одинаковым местоположением) зависит от положения ячейки и значения аналогичной ей ячейки второго слоя. Инструменты, применяющиеся к ячейкам в пределах некоторого окружения или в пределах зон, используют пространственную конфигурацию окружения или зоны, а также значения ячеек в пределах данной конфигурации.
Локальные операции
Локальные операции, или функции по каждой ячейке, вычисляют выходной набор растровых данных, в котором выходное значение каждого местоположения (ячейки) является функцией значения, связанного с этим местоположением в одном или нескольких наборах растровых данных. Поэтому, значение одной ячейки, независимо от значений соседних ячеек, оказывает непосредственное влияние на выходное значение. Операция с каждой ячейкой может работать с одним или несколькими наборами растровых данных. Для примеров операций с каждой ячейкой с одним набором данных можно привести тригонометрические инструменты, например, Tan, или логарифмические – например, Log2.
Локальные операции также могут выполняться с несколькими входными растрами. В этом случае, каждой ячейке будет возвращено одно значение, основанное на операции, примененной к соответствующей ячейке каждого из входных растров. Примером такого рода операций может служить инструмент Статистика по ячейкам: для каждой выходной ячейки выполняется статистическое вычисление (например, среднее или диапазон) значений ячеек в соответствующем местоположении всех входных растров.
Фокальные операции
Фокальные, или в окрестности, операции создают выходной набор растровых данных, в котором выходное значение каждой ячейки является функцией входного значения этой ячейки и значений ячеек, расположенных в заданной окрестности вокруг нее. По мере обработки каждой ячейки входных данных, соседство перемещается, наподобие «движущегося окна». Конфигурация (размер и форма) окрестности определяет те ячейки, расположенные вокруг обрабатываемой, значения которых будут использоваться при вычислении выходного значения. Типичная окрестность – квадрат 3 на 3 ячейки, в котором находится обрабатываемая ячейка и 8 ячеек, окружающих ее.
Зональные операции
Зональные операции используются для вычисления выходного набора растровых данных, в котором выходные значения каждой ячейки зависят от собственно значения и принадлежности ячейки к определенной картографической зоне. Зональные операции похожи на локальные, отличие состоит в том, что окрестность в зональной операции определяется конфигурацией собственно зон, а не формой окрестности. Отдельные зоны могут иметь любую форму и размер, и могут не соединяться друг с другом. Зоны могут задаваться как растровыми, так и векторными данными. В растровых данных, зона – это все ячейки растра, имеющие одинаковое значение. Для векторных данных зоной являются все пространственные объекты с одинаковыми атрибутивными значениями (например, LandClass = 4).
Пример зональной операции – возвращение среднего по значениям первого набора растровых данных, которые соответствуют указанной зоне второго.
Глобальные операции
Глобальные операции используются для вычисления выходного набора растровых данных, в котором выходное значение каждой ячейки потенциально является функцией всех ячеек различных входных наборов растровых данных. Две основные группы глобальных операций включают евклидово расстояние и взвешенное расстояние. Другие наборы инструментов, которые имеют глобальные инструменты, включают обобщение и гидрологию.
Глобальные операции Евклидова расстояния
Глобальные операции Евклидова расстояния используются для присвоения каждой ячейки выходного растра значения расстояния от ближайшего источника. Примером источника может являться местоположение начала строительства новой дороги. Направление к ближайшему источнику также может быть присвоено в качестве значения ячейки в дополнительном наборе растровых данных.
Глобальные функции Неевклидова (взвешенного) расстояния
Операции Неевклидова расстояния определяют стоимость перемещения из ячейки назначения до ближайшей ячейки-источника по поверхности, которая имеет весовые коэффициенты в дополнение к Евклидовому расстоянию. Примером может служить планирование строительства дороги из точки A в точку B, где строительство кратчайшего, самого прямого, пути, на практике оказывается значительно дороже, из-за формы рельефа и мягкости грунта (болото).
Требование информации
Во всех глобальных вычислениях для получения решения необходимо знание всего растра.
Операции приложений
Имеется некоторое количество операций моделирования, которые разработаны для решения специфических задач. Операции приложения выполняют узкоспециализированный анализ. Например, гидрологические операции используются для вычисления сети водоснабжения или для построения линий водораздела. Локальные, фокальные, зональные и глобальные операции являются общими операциями, не зависящими от приложения. При классификации операций приложений и локальных, фокальных, зональных и глобальных операций имеется некоторое несоответствие (например, функция Уклон обычно используется в приложениях анализа поверхности, однако она является фокальной функцией). Некоторые из операций приложений, например, анализ поверхности, имеют широкую область применения, другие, такие как функции гидрологического анализа, имеют узкую специализацию. Распределение операций приложения по группам помогает понять границы применения и особые возможности этих операций.
К операциям приложения относятся:
- Изменение разрешения растра
- Анализ плотности
- Гидрологический анализ
- Классификация изображений
- Генерализация
- Анализ поверхности
- Создание поверхности