ОВР (Spatial Analyst)

Доступно с лицензией Spatial Analyst.

Доступно с лицензией 3D Analyst.

Краткая информация

Интерполирует поверхность растра на основании значений в точках с использованием метода обратно взвешенных расстояний (ОВР).

Более подробно об инструменте ОВР

Использование

  • Выходное значение для ячейки, вычисляемое с использованием метода ОВР, ограничено диапазоном применяемых для интерполяции значений. Поскольку метод ОВР находит среднее значение, основываясь на взвешенном расстоянии до опорных точек, среднее не может превышать самое высокое входное значение и не может быть меньше самого низкого значения. Следовательно, этот метод не может создавать хребты или долины, если эти орографические элементы не были определены с помощью опорных точек (Watson and Philip, 1985).

  • Лучшие результаты при использовании метода ОВР могут быть получены в том случае, если сеть опорных точек достаточно плотная для того, чтобы отразить локальную вариацию, которую вы хотите смоделировать. Если сеть входных опорных точек редкая или нерегулярная, результирующая поверхность будет недостаточно адекватно представлять требуемую поверхность (Watson and Philip, 1985).

  • Влияние входной точки на интерполируемое значение изотропно. Поскольку влияние входной точки на интерполируемое значение зависит от расстояния, метод ОВР не сохраняет хребты (Philip and Watson, 1982).

  • Параметр Размер выходной ячейки может быть задан числовым значениям или получен из имеющегося набора растровых данных. Если размер ячейки не был явно задан как значение параметра, он извлекается из параметра среды Размер ячейки, если такой задан. Если же и в параметр среды значение размера ячейки не указано, но настроен параметр Растр привязки, то будет использоваться значение величины его ячейки. Если же ни один из параметров не задан, то размер ячейки будет вычислен как наименьшее значение длины либо ширины экстента растра, поделенное на 250, при этом экстент берется из параметра среды Выходная система координат.

  • Если размер ячейки указан в виде числа, то инструмент будет использовать это значение для выходного растра.

    Если для определения размера ячейки указан другой растр, в параметре будет показан путь к набору растровых данных вместо значения размера ячейки. Размер ячейки этого растра будет использоваться непосредственно в анализе указанная пространственная привязка набора данных будет такой же, как и выходная система координат. Если же пространственная привязка набора данных отличается от выходной пространственной привязки, она будет перепроецирована на основе выбранного Метода проецирования размера ячейки.

  • Некоторые входные данные могут содержать несколько точек с одинаковыми x,y координатами. Если значения точек в одних и тех же местоположениях совпадают, такие точки считаются идентичными, и предполагается, что они не влияют на выходные данные. Если значения различаются, такие точки рассматриваются как совпадающие.

    Различные инструменты интерполяции могут использовать это условие для данных по-разному. Например, в некоторых случаях для вычисления используется первая встреченная совпадающая точка; в других случаях используется последняя точка. Такая ситуация может приводить к тому, что в некоторых точках выходного растра значения будут отличаться от ожидаемых. Решением этой проблемы может стать предварительная подготовка данных, при которой совпадающие точки будут удалены. Инструмент Собрать события в наборе инструментов Пространственная статистика полезен для идентификации совпадающих точек в ваших данных.

  • Опция, задающая применение барьеров, используется для определения местоположения линейных объектов, о которых известно, что они нарушают непрерывность поверхности. Эти объекты не имеют z-значений. Типичными примерами барьеров являются скалы, разломы и дамбы. Барьеры ограничивают выбранный поднабор входных опорных точек, используемых для интерполяции выходных z-значений, точками, расположенными по ту же сторону от барьера, что и текущая обрабатываемая ячейка. Разделение барьером определяется анализом линии прямой видимости между каждой парой точек. Это означает, что для исключения из зоны влияния каждой точки соседней точки для пары точек не нужно проводить топологическое разделение. Входные опорные точки, которые лежат непосредственно на линии барьера, будут включены в поднаборы точек, расположенные по обе стороны от барьера.

  • Пространственные объекты барьеров вводятся в виде полилиний. ОВР использует только координаты x,y линейных объектов, поэтому вводить z-значения по левую и правую сторону от барьера необязательно. Любые введенные z-значения будут проигнорированы.

  • Использование барьеров значительно увеличивает время, затрачиваемое на обработку.

  • Инструмент имеет ограничения, так как не может обработать более 45 миллионов входных точек. Если ваш входной класс пространственных объектов содержит более 45 миллионов точек, инструмент может не выдать результат. Вы можете обойти это ограничение путем интерполяции поверхности для области изучения по кускам, с сохранением области перекрытия по краям фрагментов, а затем создании мозаики из результатов для получения единого большого набора растровых данных. Также можно использовать набор данных terrain для хранения и отображения точек и поверхностей, состоящих из миллиардов точек измерения.

    Если у вас имеется дополнительный модуль Geostatistical Analyst, с помощью входящей в него версии инструмента ОВР вы можете обрабатывать более крупные наборы данных.

  • Входные векторные данные должны включать по крайней мере одно корректное поле таблицы атрибутов.

  • При использовании в качестве входных данных форматов, которые поддерживают значения Null, таких как классы пространственных объектов файловой базы геоданных, значение Null будет игнорироваться.

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

  • Литература:

    Дж. М. Филип (Philip, G. M.) и Д. Ф. Уотсон (D. F. Watson), "A Precise Method for Determining Contoured Surfaces" (Точный метод определения поверхностей с изолиниями). Australian Petroleum Exploration Association Journal (Журнал австралийской ассоциации нефтеразведки) 22:205-212.1982.

    Д. Ф. Уотсон (D. F. Watson) и Дж. М. Филип (Philip, G. M.), "A Refinement of Inverse Distance Weighted Interpolation" (Уточнение интерполяции по методу обратно взвешенных расстояний). Инструмент 2:315-327.1985.

Параметры

ПодписьОписаниеТип данных
Входные точечные объекты

Входные точечные объекты, содержащие z-значения, с помощью которых будет построен растр поверхности.

Feature Layer
Поле значений Z

Поле, в котором хранится значение высоты или величины для каждой точки.

Это может быть числовое поле или поле формы Shape, если входные точечные объекты содержат z-значения.

Field
Размер выходной ячейки
(Дополнительный)

Размер ячейки выходного растра, который будет создан.

Этот параметр можно задать как числовым значением, так и получить из существующего набора растровых данных. Если размер ячейки не был в явном виде задан как значение параметра, будет использоваться значение размера ячейки, указанное в параметрах среды геообработки, если же и оно не указано, будут использоваться дополнительные правила вычисления размера ячейки на основе входных данных. Более подробно см. раздел об использовании.

Analysis Cell Size
Мощность
(Дополнительный)

Экспонента, используемая для возведения расстояния в степень.

Контролирует значимость точек, находящихся в окрестности интерполируемого значения. Более высокое значение степени приводит к меньшему влиянию удаленных точек. Это может быть любое действительное число больше 0, но наиболее корректные результаты будут получены с использованием значений в диапазоне от 0.5 до 3. Значение по умолчанию равно 2. Значение по умолчанию равно 2.

Double
Радиус поиска
(Дополнительный)

Определяет, какие из входных точек будут использоваться для интерполяции значения каждой ячейки в выходной растр.

Есть две опции: Переменный и Фиксированный. По умолчанию используется тип Переменный.

  • Переменная

    Использует переменный радиус поиска для нахождения определенного количества входных опорных точек для интерполяции.

    • Количество точек – целочисленное значение, задающее количество ближайших входных опорных точек, которые будут использоваться для интерполяции. Используемое по умолчанию значение – 12 точек.
    • Максимальное расстояние – задает расстояние в единицах карты, которое ограничит поиск до ближайших входных опорных точек. Значение по умолчанию – это длина диагонали экстента.
  • Фиксированный

    Использует заданное фиксированное расстояние, в пределах которого все входные точки будут использоваться для интерполяции.

    • Расстояние – задает расстояние как радиус, в пределах которого входные опорные точки будут использоваться для выполнения интерполяции.

      Значение радиуса выражается в единицах карты. Радиус, применяемый по умолчанию, равен пятикратному размеру ячейки выходного растра.

    • Минимальное количество точек – целое число, определяющее минимальное количество точек, которые будут использованы для интерполяции. По умолчанию значение равно 0.

      Если в рамках заданного расстояния не обнаружено необходимого количества точек, расстояние поиска будет увеличиваться, пока не будет найдено заданное минимальное количество точек.

      При необходимости, радиус поиска будет увеличиваться до тех пор, пока в нем не окажется Минимальное число точек или пока экстент радиуса не пересечет нижнюю (южную) и/или верхнюю (северную) границы экстента выходного растра. Всем местоположениям, которые не удовлетворяют вышеприведенным условиям, присваивается значение NoData.

Radius
Входные линейные объекты барьеров
(Дополнительный)

Полилинейные объекты, которые будут использоваться в качестве разрыва или границы при поиске входных опорных точек.

Feature Layer

Возвращаемое значение

ПодписьОписаниеТип данных
Выходной растр

Выходной растр интерполированной поверхности.

Это всегда растр с плавающей точкой.

Raster

Idw(in_point_features, z_field, {cell_size}, {power}, {search_radius}, {in_barrier_polyline_features})
ИмяОписаниеТип данных
in_point_features

Входные точечные объекты, содержащие z-значения, с помощью которых будет построен растр поверхности.

Feature Layer
z_field

Поле, в котором хранится значение высоты или величины для каждой точки.

Это может быть числовое поле или поле формы Shape, если входные точечные объекты содержат z-значения.

Field
cell_size
(Дополнительный)

Размер ячейки выходного растра, который будет создан.

Этот параметр можно задать как числовым значением, так и получить из существующего набора растровых данных. Если размер ячейки не был в явном виде задан как значение параметра, будет использоваться значение размера ячейки, указанное в параметрах среды геообработки, если же и оно не указано, будут использоваться дополнительные правила вычисления размера ячейки на основе входных данных. Более подробно см. раздел об использовании.

Analysis Cell Size
power
(Дополнительный)

Экспонента, используемая для возведения расстояния в степень.

Контролирует значимость точек, находящихся в окрестности интерполируемого значения. Более высокое значение степени приводит к меньшему влиянию удаленных точек. Это может быть любое действительное число больше 0, но наиболее корректные результаты будут получены с использованием значений в диапазоне от 0.5 до 3. Значение по умолчанию равно 2. Значение по умолчанию равно 2.

Double
search_radius
(Дополнительный)

Класс Radius определяет, какие из входных точек будут использоваться для интерполяции значения для каждой ячейки в выходном растре.

Есть два типа классов радиуса: RadiusVariable и RadiusFixed. Переменный радиус поиска используется для нахождения определенного количества входных опорных точек для интерполяции. Фиксированный тип радиуса использует заданное фиксированное расстояние, в пределах которого все входные точки будут использоваться для интерполяции. По умолчанию используется тип Переменный.

  • RadiusVariable ({numberofPoints}, {maxDistance})
    • {numberofPoints} – целочисленное значение, задающее количество ближайших входных опорных точек, которые будут использоваться для интерполяции. Используемое по умолчанию значение – 12 точек.
    • {maxDistance} – задает расстояние в единицах карты, которое ограничивает поиск до ближайших входных опорных точек. Значение по умолчанию – это длина диагонали экстента.
  • RadiusFixed ({distance}, {minNumberofPoints})
    • {distance} – задает расстояние как радиус, в пределах которого входные опорные точки будут использоваться для выполнения интерполяции.

      Значение радиуса выражается в единицах карты. Радиус, применяемый по умолчанию, равен пятикратному размеру ячейки выходного растра.

    • {minNumberofPoints} – целое число, определяющее минимальное количество точек, которые будут использованы для интерполяции значений. По умолчанию значение равно 0.

      Если в рамках заданного расстояния не обнаружено необходимого количества точек, расстояние поиска будет увеличиваться, пока не будет найдено заданное минимальное количество точек.

      Если необходимо увеличить радиус поиска, это можно делать до тех пор, пока {minNumberofPoints} не попадет внутрь радиуса, либо пока экстент радиуса не пересечет нижнюю (южную) и/или верхнюю (северную) границу экстента выходного растра. Всем местоположениям, которые не удовлетворяют вышеприведенным условиям, присваивается значение NoData.

Radius
in_barrier_polyline_features
(Дополнительный)

Полилинейные объекты, которые будут использоваться в качестве разрыва или границы при поиске входных опорных точек.

Feature Layer

Возвращаемое значение

ИмяОписаниеТип данных
out_raster

Выходной растр интерполированной поверхности.

Это всегда растр с плавающей точкой.

Raster

Пример кода

IDW, пример 1 (окно Python)

В этом примере входными данными является точечный шейп-файл, интерполируется выходная поверхность – растр TIFF.

import arcpy
from arcpy import env  
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
outIDW = Idw("ozone_pts.shp", "ozone", 2000, 2, RadiusVariable(10, 150000))
outIDW.save("C:/sapyexamples/output/idwout.tif")
IDW, пример 2 (автономный скрипт)

В этом примере входными данными является точечный шейп-файл, интерполируется выходная поверхность – растр Grid.

# Name: IDW_Ex_02.py
# Description: Interpolate a series of point features onto a rectangular 
#   raster using Inverse Distance Weighting (IDW).
# 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
inPointFeatures = "ca_ozone_pts.shp"
zField = "ozone"
cellSize = 2000.0
power = 2
searchRadius = RadiusVariable(10, 150000)

# Execute IDW
outIDW = Idw(inPointFeatures, zField, cellSize, power, searchRadius)

# Save the output 
outIDW.save("C:/sapyexamples/output/idwout02")

Информация о лицензиях

  • Basic: Обязательно Spatial Analyst или 3D Analyst
  • Standard: Обязательно Spatial Analyst или 3D Analyst
  • Advanced: Обязательно Spatial Analyst или 3D Analyst

Связанные разделы