Доступно с лицензией Spatial Analyst.
Вы можете использовать инструменты Растяжение и Сокращение для генерализации, или упрощения, растров. В отличие от инструментов Фильтр большинства и Удаление границ, Растяжение и Сокращение позволяет выполнять генерализацию определенных зон. В зависимости от используемого инструмента, можно сделать определенные зоны больше или меньше. Вы также можете управлять степенью генерализации.
Оба инструмента работают двумя способами. Первый - математическо-морфологический подход. Второй - на базе расстояния.
Сравнение инструментов Растяжение и Сокращение
Оба инструмента замещают определенными зонами ячейки других зон.
Растяжение
С помощью инструмента Растяжение выбранные зоны увеличиваются, распространяясь на другие зоны. Концептуально, выбранные Значения зон могут рассматриваться как зоны переднего плана, в то время как другие значения остаются фоновыми зонами. Зоны переднего плана могут быть расширены в фоновые зоны.
Сокращение
С помощью инструмента Сокращение, выбранные зоны сокращаются, т.е. уменьшаются в размерах, а ячейки других зон растягиваются в них. Концептуально, выбранные Значения зон рассматриваться как зоны переднего плана, в то время как остальные значения остаются фоновыми зонами. С помощью этого инструмента, ячейки в высокоприоритетных зонах могут быть заменены ячейками в фоновых зонах.
Узкие острова внутри зоны, которые могут рассматриваться как общие границы с зоной, могут быть также заменены
Степень генерализации
Степень генерализации управляется параметром Число ячеек. По умолчанию используется значение 1, это означает, что, в зависимости от используемого инструмента, пространство выбранных зон будет растягиваться или сокращаться в соответствии с размером одной ячейки. Чтобы увеличить степень генерализации, введите большее значение этого параметра. Концептуально это похоже на запуск инструмента столько раз, сколько указано в данном параметре, результаты предыдущего запуска являются входными данными следующего прохода
Методы
При генерализации растров с помощью инструментов Растяжение и Сокращение доступны два метода: математическо-морфологический и на базе расстояния
Математическо-морфологический метод
Математическо-морфологический подход применяет к растру структурирующий элемент для получения информации о нем. Есть несколько возможных форм, наиболее часто используется простой квадрат со стороной в 3 ячейки. Во время операции, каждая ячейка обрабатываемого растра проверяется на включение в набор выбранной зоны или исключение из него (Matheron, 1967 и Sera, 1982). Этот алгоритм применялся при обработке бинарных изображений в начале эры обработки изображений для работы с изображениями с несколькими значениями зон и возможностью выбора размера структурирующего элемента. При этом методе, инструменты Растяжение и Сокращение используют квадратный структурирующий элемент размером 3x3 ячейки.
Метод на базе расстояния
Этот метод предполагает, что ячейки с входными значениями выбранной зоны являются источниками. Каждая ячейка во входном растре рассматривается в связи с расстоянием до ближайшей ячейки-источника. Расстояние ограничено целочисленным евклидовым расстоянием, умноженным на разрешение входного растра.
Эти условия учитываются для определения итогового выходного значения, которое получит каждая ячейка в пределах этого расстояния. Эти принципы одинаковы для инструментов Растяжение и Сокращение.
- Если для ячейки в пределах разрешенного расстояния находится только один тип зоны источника ячеек, эта ячейка будет расширена на данные значения зоны.
- Если для ячейки в пределах разрешенного расстояния находится несколько типов значений зон, эта ячейка будет расширена на значения ближайшей зоны.
- Если для ячейки в пределах разрешенного расстояния находится несколько типов источников ячеек, и имеется две или более ячеек-источников с одинаковым расстоянием (связью), алгоритм сначала вычисляет вклад каждой из зон-источников. Зона с наибольшим общим вкладом будет использована как выходное значение для данной ячейки.
- Если связь все еще сохраняется, это означает, что имеется два или более источника зон, которые являются ближайшими и вносят одинаковый вклад. В этом случае, ячейка будет расширена на источник с наименьшим значением ячейки.
Примеры
Ниже приведены примеры использования этих инструментов с параметрами Метод растяжения или Метод сокращения, имеющими значение по умолчанию Морфологический.
Пример растяжения
На рисунке ниже инструмент Растяжение применяется к входному растру с зоной 5 и выполняет растяжение на одну ячейку. Обратите внимание, что зона 5, растянутая в значения NoData внизу справа.
Пример сокращения
На рисунке ниже инструмент Сокращение применяется к входному растру, зона 5 сокращается на одну ячейку. Зона 5 не более двух ячеек в ширину в любой области; таким образом, все ячейки, содержащиеся в зоне 5, заменяются значением самой высокой частоты в её окрестности. Значение NoData вторгается в два местоположения в правом нижнем углу, так как это значение самой высокой частоты для двух местоположений.
На рисунке ниже инструмент Сокращение применяется к входному растру, поэтому зоны 4 и 6 сокращаются на оду ячейку. В верхнем левом углу значение 4 остаётся, т.к. оно расположено глубже одной ячейки.
Чтобы указать более одного значения зоны в Python, используйте квадратные скобки для ввода списка из нескольких значений.
Справочная информация
Matheron, G., Elements pour une Theorie del Milieux Poreux, Masson, Paris, 1967
Serra, J. Image Analysis and Mathematical Morphology, Academic Press, London 1982