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高斯地统计模拟 (地统计分析)

在本主题中

  1. 摘要
  2. 使用情况
  3. 参数
  4. 环境
  5. 许可信息

需要 Geostatistical Analyst 许可。

摘要

基于简单克里金模型执行条件或非条件地统计模拟。可将模拟栅格视为与克里金模型具有同等可能性的实现。

了解有关“高斯地统计模拟”工作原理的详细信息

使用情况

  • 输入地统计图层必须是对数据集执行了简单克里金法后所生成的结果。其他类型的克里金法所产生的地统计图层不适用于此工具。

    此外：

    • 建议对数据进行正态得分变换以确保输入数据符合标准正态分布。
    • 应对已聚类的数据进行去聚操作（使用裁剪轮廓法处理像元或面）以使输入直方图能准确地表示采样总体。在实现中将重新生成（均分）此直方图。

  • 要生成条件实现，条件数据应与用于构建模拟所基于的简单克里金模型的数据相同；但是，其他数据集可用作实现的条件。

  • 此工具所生成的输出可采用以下识别方式：

    • 当已选择保存模拟栅格选项时，将使用前缀加 s0 至 sN（其中 N 是实现的数量）来命名模拟栅格。
    • 当已选择后处理选项时，将相应地使用前缀加 MIN、MAX、MEAN、STDDEV、QUARTILE1、MEDIAN、QUARTILE3、QUANTILE 或 P_THRSHLD 来命名输出栅格。
    • 当已选择对感兴趣区（统计面）进行后处理时，将使用前缀加面要素类名称来命名输出面要素类。

  • 使用不同的前缀识别来自不同模拟运行的输出。如果使用相同的前缀，则在创建新结果之前会清除所有以该前缀开头的现有结果。或者，也可以将来自不同模拟运行的输出存储在不同的文件夹或地理数据库中。

  • 如果提供了输入统计面，则输出面要素类将含有每个面内模拟值的汇总统计数据。要了解有关这些汇总统计数据的详细信息，请参阅“高斯地统计模拟”的工作原理。

  • 表示感兴趣区的面必须完全包含在模拟栅格范围之内。如果面有任何部分被模拟栅格中的 NoData 值覆盖，则面属性表将包含无效结果。在这种情况下，CELL_COUNT 字段将显示面内含有模拟值的像元数量，并且该数量将以负值表示。

  • 此工具在操作中使用随机数生成器。可在随机数生成器环境中控制所使用的“种子”值。

    • 如果使用的种子值为 0（默认值），则每次运行工具时都将使用一组不同的随机数并生成一组不同的模拟。
    • 如果将随机数种子值设置为大于 0 的固定值，则每次运行工具时都将生成一组相同的模拟，直到更改种子值为止。

    注：

    只支持 Mersenne Twister 随机数生成器；如果选择了 ACM collected algorithm 599 或 Standard C Rand，将改用 Mersenne Twister。

  • 如果已选择保存模拟栅格，则只会向 ArcMap 中的内容列表添加前两个模拟栅格。但是，您可以浏览至输出工作空间并添加其余的模拟栅格。

  • 对于条件模拟，将对落入相同像元内部的条件数据集的点进行平均化，并且实现的条件将遵循此平均值。如果输入像元很大，则会有许多点落入各个像元内并被平均化，并且实现的条件将遵循这些数量（相对）较少的平均值。

  • 如果提供边界要素，那么将忽略“掩膜”环境中提供的任何要素或栅格。

  • 当前软件限制如下：

    • 最大栅格大小被限制为 2,0492 个像元（即方形栅格为 2049 行 x 2049 列）。
    • 可在单次运行中请求的最大实现数为 4,500。请注意，工作空间中可包含的最大栅格数为 4,999。
    • 基于周期半变异函数模型（J-Bessel 和孔洞效应）的模拟可能不准确。

  • 没有足够内存执行请求的操作错误可能说明以所请求像元大小生成的输出栅格过大。

  • 对于支持空值的数据格式（如文件地理数据库要素类），使用空值表示无法对该位置做出预测或该值用作输入时应被忽略。对于不支持空值的数据格式（如 shapefile），使用值 -1.7976931348623158e+308（C++ 定义的常量 DBL_MAX 的负数）表示无法对该位置做出预测。

参数

对话框Python

标注说明数据类型
输入地统计图层

输入由简单克里金模型生成的地统计图层。

Geostatistical Layer
实现的数量

要执行的模拟数量。

Long
输出工作空间

存储所有模拟结果。该工作空间可以是文件夹或地理数据库。

Workspace
输出模拟前缀

自动添加到输出数据集名称中的字母数字前缀（包含 1 至 3 个字符）。

String
输入条件要素
(可选)

用作实现条件的要素。如果留空，将生成无条件实现。

Feature Layer
条件字段
(可选)

用作实现条件的字段。如果留空，将生成无条件实现。

Field
输出像元大小
(可选)

要创建的输出栅格的像元大小。

可以通过像元大小参数在环境中明确设置该值。

如果未设置，则该值为输入空间参考中输入点要素范围的宽度与高度中的较小值除以 250。

Analysis Cell Size
输入边界要素
(可选)

将分析限制在这些要素的边界面的范围之内。如果输入为点要素，则会自动创建凸包面。然后将在该面内执行实现。如果提供边界要素，那么将忽略“掩膜”环境中提供的任何要素或栅格。

Feature Layer
保存模拟的栅格
(可选)

指定是否将模拟栅格保存到磁盘中。

  • 选中 - 表示会将模拟栅格保存到磁盘中。
  • 未选中 - 表示不会将模拟栅格保存到磁盘中。
Boolean
分位数
(可选)

用于生成输出栅格的分位数。

Double
阈值
(可选)

用于生成输出栅格的阈值，输出栅格为基于每个像元超出所设阈值次数的百分比。

Double
输入统计面
(可选)

这些面表示要计算汇总统计数据的感兴趣区域。

如果提供了统计面，则输出面要素类会保存在输出工作空间中，并且与输入面具有相同的名称，但其名称前会加上输出模拟前缀。例如，如果输入统计面的名称为 myPolys，并且您输入了 aaa 作为输出前缀，则输出面将被命名为 aaamyPolys，同时保存在指定的输出工作空间中。

Feature Layer
栅格统计类型
(可选)

基于每个像元对模拟栅格进行后处理，计算每个所选统计类型并在输出栅格中报告结果。

  • 最小值—计算最小值。
  • 最大值—计算最大值。
  • 平均值—计算平均值。
  • 标准差—计算标准差。
  • 第一四分位数—计算 25 分位数。
  • 中值—计算中值。
  • 第三四分位数—计算 75 分位数。
  • 分位数—计算用户指定的分位数 (0 < Q < 1)。
  • 概率阈值—计算模拟结果像元值超出用户指定阈值的百分比。
String
条件测量错误字段
(可选)

指定条件要素中每个输入点测量误差的字段。对于每个条件要素，此字段的值都应对应一个要素测量值的标准差。如果每个采样位置的测量误差值不同，请使用此字段。

产生不稳定测量误差的常见原因是测量数据时所用的设备不同。一个设备可能比另一个精确，即其测量误差更小。例如，一个温度计舍入到最接近的度，而另一个温度计舍到最接近的度的十分之一。通常，测量误差范围由测量设备的制造商会提供，或通过实践经验获得。

如果没有测量误差值或测量误差值未知，请将此参数留空。

Field

派生输出

标注说明数据类型
输出工作空间

包含模拟结果的工作空间。

工作空间
输出统计面

输出统计面。

要素类
输出模拟栅格

输出模拟栅格。

栅格图层
输出统计栅格

输出统计栅格。

栅格图层
收敛

输出收敛值。

双精度型

arcpy.ga.GaussianGeostatisticalSimulations(in_geostat_layer, number_of_realizations, output_workspace, output_simulation_prefix, {in_conditioning_features}, {conditioning_field}, {cell_size}, {in_bounding_dataset}, {save_simulated_rasters}, {quantile}, {threshold}, {in_stats_polygons}, {raster_stat_type}, {conditioning_measurement_error_field})
名称说明数据类型
in_geostat_layer

输入由简单克里金模型生成的地统计图层。

Geostatistical Layer
number_of_realizations

要执行的模拟数量。

Long
output_workspace

存储所有模拟结果。该工作空间可以是文件夹或地理数据库。

Workspace
output_simulation_prefix

自动添加到输出数据集名称中的字母数字前缀（包含 1 至 3 个字符）。

String
in_conditioning_features
(可选)

用作实现条件的要素。如果留空，将生成无条件实现。

Feature Layer
conditioning_field
(可选)

用作实现条件的字段。如果留空，将生成无条件实现。

Field
cell_size
(可选)

要创建的输出栅格的像元大小。

可以通过像元大小参数在环境中明确设置该值。

如果未设置，则该值为输入空间参考中输入点要素范围的宽度与高度中的较小值除以 250。

Analysis Cell Size
in_bounding_dataset
(可选)

将分析限制在这些要素的边界面的范围之内。如果输入为点要素，则会自动创建凸包面。然后将在该面内执行实现。如果提供边界要素，那么将忽略“掩膜”环境中提供的任何要素或栅格。

Feature Layer
save_simulated_rasters
(可选)

指定是否将模拟栅格保存到磁盘中。

  • SAVE_SIMULATIONS—表示会将模拟栅格保存到磁盘中。
  • DO_NOT_SAVE_SIMULATIONS—表示不会将模拟栅格保存到磁盘中。
Boolean
quantile
(可选)

用于生成输出栅格的分位数。

Double
threshold
(可选)

用于生成输出栅格的阈值，输出栅格为基于每个像元超出所设阈值次数的百分比。

Double
in_stats_polygons
(可选)

这些面表示要计算汇总统计数据的感兴趣区域。

如果提供了 in_stats_polygons，则输出面要素类会保存在 output_workspace 定义的位置，并且与输入面具有相同的名称，但其名称前会加上 output_simulation_prefix。例如，如果输入统计面的名称为 myPolys，并且您输入了 aaa 作为输出前缀，则输出面将被命名为 aaamyPolys，同时保存在指定的输出工作空间中。

Feature Layer
raster_stat_type
[raster_stat_type,...]
(可选)

基于每个像元对模拟栅格进行后处理，计算每个所选统计类型并在输出栅格中报告结果。

  • MIN—计算最小值。
  • MAX—计算最大值。
  • MEAN—计算平均值。
  • STDDEV—计算标准差。
  • QUARTILE1—计算 25 分位数。
  • MEDIAN—计算中值。
  • QUARTILE3—计算 75 分位数。
  • QUANTILE—计算用户指定的分位数 (0 < Q < 1)。
  • P_THRSHLD—计算模拟结果像元值超出用户指定阈值的百分比。
String
conditioning_measurement_error_field
(可选)

指定条件要素中每个输入点测量误差的字段。对于每个条件要素，此字段的值都应对应一个要素测量值的标准差。如果每个采样位置的测量误差值不同，请使用此字段。

产生不稳定测量误差的常见原因是测量数据时所用的设备不同。一个设备可能比另一个精确，即其测量误差更小。例如，一个温度计舍入到最接近的度，而另一个温度计舍到最接近的度的十分之一。通常，测量误差范围由测量设备的制造商会提供，或通过实践经验获得。

如果没有测量误差值或测量误差值未知，请将此参数留空。

Field

派生输出

名称说明数据类型
out_workspace

包含模拟结果的工作空间。

工作空间
out_polygon_stat

输出统计面。

要素类
out_raster_simulation

输出模拟栅格。

栅格图层
out_raster_stat

输出统计栅格。

栅格图层
out_convergence_value

输出收敛值。

双精度型

代码示例

GaussianGeostatisticalSimulations 示例 1（Python 窗口）

执行非条件模拟。

import arcpy
arcpy.env.workspace = "C:/gapyexamples/data"
arcpy.GaussianGeostatisticalSimulations_ga("C:/gapyexamples/data/kriging.lyr", "10",
                                           "C:/gapyexamples/output", "ggs", "", "",
                                           "2000", "", "", "", "", "", "MEAN")
GaussianGeostatisticalSimulations 示例 2（独立脚本）

执行非条件模拟。

# Name: GaussianGeostatisticalSimulations_Example_02.py
# Description: This tool performs conditional or unconditional geostatistical
#              simulation based on a Simple Kriging model.
# Requirements: Geostatistical Analyst Extension

# Import system modules
import arcpy

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

# Set local variables
inLayer = "C:/gapyexamples/data/kriging.lyr"
numRealizations = 10
outWorkspace = "C:/gapyexamples/output"
cellSize = 2000
prefix = "ggs"
rasstatType = "MEAN"
conFeatures = ""
conField = ""
boundingData = ""
savesimRasters = ""
quantile = ""
threshold = ""
statsPolygons = ""
errorField = ""

# Execute GaussianGeostatisticalSimulations
arcpy.GaussianGeostatisticalSimulations_ga(
    inLayer, numRealizations, outWorkspace, prefix, conFeatures, conField, 
    cellSize, boundingData, savesimRasters, quantile, threshold, 
    statsPolygons, rasstatType, errorField)

环境

像元大小, 当前工作空间, 范围, 地理变换, 掩膜, 输出坐标系, 并行处理因子, 随机数生成器, 临时工作空间, 捕捉栅格

许可信息

  • Basic: 需要 Geostatistical Analyst
  • Standard: 需要 Geostatistical Analyst
  • Advanced: 需要 Geostatistical Analyst

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