Упростить полигон (Картография)

Краткая информация

Упрощает полигональные объекты посредством удаления лишних вершин с сохранением основной формы.

Иллюстрация

Примеры результатов применения алгоритмов упрощения показаны здесь для сравнения.

Использование

• Этот инструмент использует различные алгоритмы упрощения для разных целей. Более подробно о работе этих алгоритмов, см. Как работают инструменты Упростить линию и Упростить полигон.

  • Алгоритм Сохранение критических точек (Дугласа-Пекера) (algorithm = "POINT_REMOVE" в Python) идентифицирует и удаляет относительно излишние вершины для упрощения данных, чтобы отображать их в мелких масштабах. Это самый быстрый алгоритм упрощения в данном инструменте. Этот алгоритм часто используется для сжатия данных или грубого упрощения. Угловатость получившегося контура полигона значительно возрастает при увеличении допуска. Данный алгоритм основан на алгоритме Дугласа-Пекера: Douglas, David and Peucker, Thomas, "Algorithms for the reduction of the number of points required to represent a digitized line or its caricature," The Canadian Cartographer 10(2), 112–122 (1973).
  • Алгоритм Сохранение критических изгибов (Ванга-Мюллера) (algorithm = "BEND_SIMPLIFY" в Python) выявляет и сглаживает относительно незначительные изгибы для упрощения данных, чтобы отображать их в мелких масштабах. Он гораздо точнее обрабатывает входную геометрию, чем алгоритм Сохранение критических точек (Дугласа-Пекера), но его работа занимает гораздо больше времени. Данный алгоритм основан на алгоритме, описанном в работе Wang, Zeshen and Müller, Jean-Claude, "Line Generalization Based on Analysis of Shape Characteristics," Cartography and Geographic Information Systems 25(1), 3–15 (1998).
  • Алгоритм Сохранение взвешенной полезной площади (Джоуи-Джонс) (algorithm = "WEIGHTED_AREA" в Python) определяет треугольник полезной площади для каждой вершины. Затем эти треугольники взвешиваются по набору определений, для оценки их однородности, асимметричности и выпуклости для каждой области. Взвешенные области указывают на избыточные вершины для удаления, позволяющие упростить контур полигона, максимально возможно сохраняя при этом его характеристики. Данный алгоритм основан на алгоритме, описанном в работе Zhou, Sheng и Jones, Christopher B., Shape-Aware Line Generalisation with Weighted Effective Area" in Fisher, Peter F. (Ed.) Developments in Spatial Handling: 11th International Symposium on Spatial Handling, 369–80 (2005).
  • Алгоритм Сохранение полезных областей (Визвалингам-Ватт) (algorithm = "EFFECTIVE_AREA" в Python) идентифицирует треугольники полезной области для каждой вершины, чтобы направлять удаление вершин для упрощения границ полигонов, сохраняя при этом как можно точнее её характеристики. Этот алгоритм опирается на алгоритм, описанный Visvalingam, M. и Whyatt, J. D., "Line Generalisation by Repeated Elimination of the Smallest Area," Cartographic Information Systems Research Group (CISRG) Discussion Paper 10, The University of Hull (1992).

• Параметр Допуск упрощения определяет степень упрощения. Чем больше допуск, тем грубее будет полученная геометрия. Меньшие значения допусков позволяют получить геометрию, более точно представляющую входные данные. Поля MinSimpTol и MaxSimpTol добавляются к выходным данным, чтобы там хранился использованный допуск.

  • Для алгоритма Сохранение критических точек (Дугласа-Пекера) допуском является максимально допустимое перпендикулярное расстояние от каждой из вершин до вновь созданной линии.
  • Для алгоритма Сохранение критических изгибов (Ванга-Мюллера) допуском является диаметр окружности, приближенной к значимому изгибу.
  • Для алгоритма Сохранение взвешенной полезной площади (Джоуи-Джонс) квадрат допуска – это площадь значительного треугольника, заданного тремя соседними вершинами. Чем дальше треугольник отклоняется от равностороннего, тем больший вес он получает и тем меньше вероятность его удаления.
  • Для алгоритма Сохранение полезных областей (Визвалингам-Ватт) квадрат допуска – это площадь значительного треугольника, заданного тремя соседними вершинами.

• Все полигоны, которые меньше параметра Минимальной площади, удаляются из выходного класса пространственных объектов. Для группы смежных полигонов, имеющих общие рёбра, минимальная площадь относится к общей площади группы. Используйте параметр Сохранить линии нулевой длины, чтобы оставить записи удаленных полигонов в виде точечных объектов.

• Части составных полигонов упрощаются отдельно.

• Используйте параметр Сохранить линии нулевой длины (collapsed_point_option в Python), чтобы создать выходной класс точечных объектов, который будет представлять точки полигонов, удалённых из-за того, что их размеры меньше минимальной площади. Получаются выходные точки, у которых будут такие же имя и местоположение, как в параметре Выходной класс объектов (out_feature_class в Python), но с суффиксом _Pnt. В выходном полигональном классе пространственных объектов имеются все поля, представленные во входном классе. Выходной класс точечных объектов не содержит ни одного из этих полей.

• Выходными данными будет топологически корректный полигональный класс пространственных объектов. Все топологические ошибки входных данных будут помечены в выходном полигональном классе пространственных объектов. Выходной класс пространственных объектов содержит два дополнительных поля: InPoly_FID и SimPgnFlag, в которых содержатся соответственно идентификаторы входных пространственных объектов и топологические ошибки или несоответствия во входных данных.

  SimPgnFlag Возможны следующие значения поля:

  • SimPgnFlag = 0 означает, что ошибки отсутствуют.
  • SimPgnFlag = 1 означает, что присутствуют топологические ошибки.
  • SimPgnFlag = 2 указывает на объекты, которые были разделены при делении на части и теперь после упрощения меньше минимальной площади. Флаг может отображаться только на одной части разделенного объекта. Все эти объекты сохраняются в выходном классе объектов. Подобная ситуация возникает только при использовании параметра среды Картографические разделы.

  Прежние версии:

  В предыдущей версии этого инструмента топологические ошибки можно было генерировать в процессе обработки. Параметр Управление топологическими ошибками (error_option в Python) пока присутствует в синтаксисе инструмента для совместимости в скриптах и моделях, но в диалоговом окне инструмента скрыт и в данный момент не используется.

  Поле SimPgnFlag использовалось для того, чтобы отмечать обнаруженные в процессе работы инструмента ошибки топологии в выходном классе пространственных объектов. В этом поле отмечены ошибки, присутствующие во входных данных. При исправлении ошибок топологии, в предыдущих версиях этих инструментов изменялся кластерный допуск для каждого объекта, и эти значения хранились в полях MinSimpTol и MaxSimpTol. В текущей версии значения в этих полях остаются неизменными и соответствует допуску, указанному в параметре Допуск упрощения. Не забудьте изменить существующие модели или скрипты, если они ссылаются на эти поля.

• Используйте параметр Входные барьерные слои для указания пространственных объектов, которые не должны пересекаться упрощаемыми полигонами. Объектами-барьерами могут быть полигоны, линии или точки.

• Домены и подтипы копируются в выходные данные, даже если параметр среды Перенос доменов, подтипов и правил атрибутов не отмечен.

• Обработка больших наборов входных данных может вызвать превышение ограничений использования оперативной памяти. В таком случае попытайтесь разделить входные данные на части, определив соответствующий полигональный класс пространственных объектов с помощью параметра среды Картографические части. Части данных, разделенные между собой границами, будут последовательно обрабатываться отдельно друг от друга. Полученный выходной класс объектов будет бесшовным и соответствовать границам частей. Более подробно см. Генерализация больших наборов данных путем разделения на части.

Параметры

Диалог

Подпись	Описание	Тип данных
Входные объекты	Входные полигональные объекты, которые необходимо упростить.	Feature Layer
Выходной класс пространственных объектов	Упрощённый выходной класс полигональных объектов. В нём имеются все поля, представленные во входном классе. Выходными данными будет топологически корректный полигональный класс пространственных объектов. Инструмент не вводит топологические ошибки, но все топологические ошибки входных данных будут помечены в выходном полигональном классе пространственных объектов. Выходной класс пространственных объектов содержит два дополнительных поля, InPoly_FID и SimPgnFlag, в которых содержатся соответственно идентификаторы входных пространственных объектов и входные топологические ошибки или несоответствия во входных данных, соответственно. SimPgnFlag Значения атрибутов могут быть такими: SimPgnFlag = 0 означает, что ошибки отсутствуют. SimPgnFlag = 1 означает, что присутствуют топологические ошибки. SimPgnFlag = 2 указывает на объекты, которые были разделены при делении на части и теперь после упрощения меньше минимальной площади. Флаг может отображаться только на одной части разделенного объекта. Все эти объекты сохраняются в выходном классе объектов. Подобная ситуация возникает только при использовании параметра среды Картографические разделы.	Feature Class
Алгоритм упрощения	Определяет используемый алгоритм упрощения полигонов. Сохранение критических точек (Дуглас-Пекер)—Критические точки, которые образуют главную форму линии, сохраняются, а все остальные точки удаляются (Дуглас – Пекер). Это значение по умолчанию Сохранение критических изгибов (Ванг-Мюллер)—Критические изгибы сохраняются, а лишние изгибы удаляются из линии (Ванг – Мюллер). Сохранение взвешенной полезной площади (Джоуи-Джонс)—Вершины, которые формируют треугольники эффективной площади, взвешенные согласно треугольной геометрии - сохраняются (Джоуи – Джонс). Сохранение полезных областей (Визвалингам – Ватт)—Вершины, которые формируют треугольники эффективной площади (Визвалингам – Ватт) - сохраняются.	String
Допуск упрощения	Допуск, определяющий степень упрощения. Вы можете выбрать предпочитаемые единицы измерения; в противном случае будут использоваться единицы входных данных. Поля MinSimpTol и MaxSimpTol добавляются к выходным данным, чтобы там хранился использованный во время обработки допуск. Для алгоритма Сохранение критических точек (Дугласа-Пекера) допуском является максимально допустимое перпендикулярное расстояние от каждой из вершин до вновь созданной линии. Для алгоритма Сохранение критических изгибов (Ванга-Мюллера) допуском является диаметр окружности, приближенной к значимому изгибу. Для алгоритма Сохранение взвешенной полезной площади (Джоуи-Джонс) квадрат допуска – это площадь значительного треугольника, заданного тремя соседними вершинами. Чем дальше треугольник отклоняется от равностороннего, тем больший вес он получает и тем меньше вероятность его удаления. Для алгоритма Сохранение полезных областей (Визвалингам-Ватт) квадрат допуска – это площадь значительного треугольника, заданного тремя соседними вершинами.	Linear Unit
Минимальная площадь (Дополнительный)	Минимальная сохраняемая площадь полигона. Значение по умолчанию равно нулю; в этом случае сохраняются все полигоны. Вы можете выбрать предпочитаемые единицы измерения указанного значения; в противном случае будут использоваться единицы входных данных.	Areal Unit
Управление топологическими ошибками (Дополнительный)	Прежние версии: Этот параметр больше не используется. Раньше он использовался для определения способа обработки топологических ошибок, которые могли появиться в процессе обработки. Этот параметр пока присутствует в синтаксисе скрипта для совместимости в скриптах и моделях, но в диалоговом окне инструмента скрыт.	String
Сохранить линии нулевой длины (Дополнительный)	Показывает, создавать ли выходной класс точечных пространственных объектов, в котором будут храниться центроиды полигонов, удалённых по причине того, что они были меньше значения параметра Минимальная площадь. Создаются выходные точки; они используют те же имя и местоположение, как у параметра Выходной класс объектов, но с суффиксом. Отмечено - буден создан производный выходной класс точечных объектов, в котором будут храниться центроиды полигонов, удалённых по причине того, что они были меньше минимальной площади. Это значение по умолчанию Не отмечено - производный выходной класс точечных объектов не создается.	Boolean
Входные слои барьеров (Дополнительный)	Входные слои, содержащие пространственные объекты, которые должны работать как барьеры для упрощения. Выходные упрощённые полигоны, которые не касаются и не пересекают объекты-барьеры. Например, при упрощении лесных районов результирующие упрощённые полигоны лесных территорий не будут касаться объектов-дорог, которые были заданы как барьеры.	Feature Layer

Производные выходные данные

Подпись	Описание	Тип данных
Полигоны, сжавшиеся в точки	Если используется параметр Сохранить линии нулевой длины (collapsed_point_option в Python), то создается точечный выходной класс пространственных объектов для хранения точек, представляющих собой полигоны, которые были удалены, так как их размер меньше минимально разрешенной площади.	Feature Class

Python

arcpy.cartography.SimplifyPolygon(in_features, out_feature_class, algorithm, tolerance, {minimum_area}, {error_option}, {collapsed_point_option}, {in_barriers})

Имя	Описание	Тип данных
in_features	Входные полигональные объекты, которые необходимо упростить.	Feature Layer
out_feature_class	Упрощённый выходной класс полигональных объектов. В нём имеются все поля, представленные во входном классе. Выходными данными будет топологически корректный полигональный класс пространственных объектов. Инструмент не вводит топологические ошибки, но все топологические ошибки входных данных будут помечены в выходном полигональном классе пространственных объектов. Выходной класс пространственных объектов содержит два дополнительных поля, InPoly_FID и SimPgnFlag, в которых содержатся соответственно идентификаторы входных пространственных объектов и входные топологические ошибки или несоответствия во входных данных, соответственно. SimPgnFlag Значения атрибутов могут быть такими: SimPgnFlag = 0 означает, что ошибки отсутствуют. SimPgnFlag = 1 означает, что присутствуют топологические ошибки. SimPgnFlag = 2 указывает на объекты, которые были разделены при делении на части и теперь после упрощения меньше минимальной площади. Флаг может отображаться только на одной части разделенного объекта. Все эти объекты сохраняются в выходном классе объектов. Подобная ситуация возникает только при использовании параметра среды Картографические разделы.	Feature Class
algorithm	Определяет используемый алгоритм упрощения полигонов. POINT_REMOVE—Критические точки, которые образуют главную форму линии, сохраняются, а все остальные точки удаляются (Дуглас – Пекер). Это значение по умолчанию BEND_SIMPLIFY—Критические изгибы сохраняются, а лишние изгибы удаляются из линии (Ванг – Мюллер). WEIGHTED_AREA—Вершины, которые формируют треугольники эффективной площади, взвешенные согласно треугольной геометрии - сохраняются (Джоуи – Джонс). EFFECTIVE_AREA—Вершины, которые формируют треугольники эффективной площади (Визвалингам – Ватт) - сохраняются.	String
tolerance	Допуск, определяющий степень упрощения. Вы можете выбрать предпочитаемые единицы измерения; в противном случае будут использоваться единицы входных данных. Поля MinSimpTol и MaxSimpTol добавляются к выходным данным, чтобы там хранился использованный во время обработки допуск. Для алгоритма POINT_REMOVE допуском является максимально возможное расстояние по перпендикуляру, опущенному из каждой из вершин, до вновь созданной линии. Для алгоритма BEND_SIMPLIFY допуском является диаметр окружности, приближенной к значимому изгибу. Для алгоритма WEIGHTED_AREA квадрат допуска – это площадь значительного треугольника, заданного тремя соседними вершинами. Чем дальше треугольник отклоняется от равностороннего, тем больший вес он получает и тем меньше вероятность его удаления. Для алгоритма EFFECTIVE_AREA квадрат допуска – это площадь значительного треугольника, заданного тремя соседними вершинами.	Linear Unit
minimum_area (Дополнительный)	Минимальная сохраняемая площадь полигона. Значение по умолчанию равно нулю; в этом случае сохраняются все полигоны. Вы можете выбрать предпочитаемые единицы измерения указанного значения; в противном случае будут использоваться единицы входных данных.	Areal Unit
error_option (Дополнительный)	Прежние версии: Этот параметр больше не используется. Раньше он использовался для определения способа обработки топологических ошибок, которые могли появиться в процессе обработки. Этот параметр пока присутствует в синтаксисе скрипта для совместимости в скриптах и моделях, но в диалоговом окне инструмента скрыт.	String
collapsed_point_option (Дополнительный)	Показывает, создавать ли выходной класс точечных пространственных объектов, в котором будут храниться центроиды полигонов, удалённых по причине того, что они были меньше значения параметра minimum_area. Создаются выходные точки; они используют те же имя и местоположение, что и выходной класс полигональных объектов, указанный в параметре out_feature_class, но с суффиксом. KEEP_COLLAPSED_POINTS—Буден создан производный выходной класс точечных объектов, в котором будут храниться центроиды полигонов, удалённых по причине того, что они были меньше минимальной площади. Это значение по умолчанию NO_KEEP—Производный выходной класс точечных объектов не создается.	Boolean
in_barriers [in_barriers,...] (Дополнительный)	Входные слои, содержащие пространственные объекты, которые должны работать как барьеры для упрощения. Выходные упрощённые полигоны, которые не касаются и не пересекают объекты-барьеры. Например, при упрощении лесных районов результирующие упрощённые полигоны лесных территорий не будут касаться объектов-дорог, которые были заданы как барьеры.	Feature Layer

Производные выходные данные

Имя	Описание	Тип данных
out_point_feature_class	Если используется параметр Сохранить линии нулевой длины (collapsed_point_option в Python), то создается точечный выходной класс пространственных объектов для хранения точек, представляющих собой полигоны, которые были удалены, так как их размер меньше минимально разрешенной площади.	Feature Class

Пример кода

SimplifyPolygon, пример 1 (окно Python)

В следующем скрипте окна Python показано, как используется функция SimplifyPolygon в режиме прямого запуска.

import arcpy
import arcpy.cartography as CA
arcpy.env.workspace = "C:/data"
CA.SimplifyPolygon("soils.shp", "C:/output/output.gdb/simplified_soils", "POINT_REMOVE", 100)

SimplifyPolygon, пример 2 (автономный скрипт)

В следующем автономном скрипте показано использование функции SimplifyPolygon.

# Name: SimplifyPolygon_Example2.py
# Description: Eliminate small islands before simplifying and smoothing lake 
#              boundaries.

# Import system modules
import arcpy
import arcpy.management as DM
import arcpy.cartography as CA
 
# Set environment settings
arcpy.env.workspace = "C:/data/Portland.gdb/Hydrography"
 
# Set local variables
inLakeFeatures = "lakes"
eliminatedFeatures = "C:/data/PortlandOutput.gdb/lakes_eliminated"
simplifiedFeatures = "C:/data/PortlandOutput.gdb/lakes_simplified"
smoothedFeatures = "C:/data/PortlandOutput.gdb/lakes_smoothed"

# Eliminate small islands in lake polygons.
DM.EliminatePolygonPart(inLakeFeatures, eliminatedFeatures, 100, "OR", 0, 
                        "CONTAINED_ONLY")
 
# Simplify lake polygons
CA.SimplifyPolygon(eliminatedFeatures, simplifiedFeatures, "POINT_REMOVE", 50, 
                   200, "#", "KEEP_COLLAPSED_POINTS")

# Smooth lake polygons
CA.SmoothPolygon(simplifiedFeatures, smoothedFeatures, "PAEK", 100, 
                 "FLAG_ERRORS")

Параметры среды

Картографические разделы, Текущая рабочая область, Выходное значение Z по умолчанию, Выходной домен M, Выходной XY домен, Выходная система координат, Экстент, Выходные данные имеют M-значения, Выходные данные имеют Z-значения, Временная рабочая область, Допуск XY

Особые случаи

Информация о лицензиях

• Basic: Нет
• Standard: Да
• Advanced: Да