使用时态图可视化和分析多维栅格数据

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ArcGIS Pro 中,时态图可用作时间序列中影像数据的基本分析工具。这是一种图表,可使您对多维栅格数据进行深入可视化和分析。

有三个选项可用于为多维栅格数据创建时态图:

  • 创建多个变量的时态图。
  • 根据所选变量的多个波段创建时态图。
  • 根据所选变量的其他维度值(例如深度)创建时态图。

要求

要使用时态图,多维栅格数据必须包含时间维度。对于多维镶嵌数据集,必须满足变量和维度字段的所有一般要求。

除镶嵌数据集具有的常规属性之外,多维镶嵌数据集还具有变量、时间维度和垂直维度的相关信息,这些信息以字段形式存储在镶嵌数据集轮廓线表中:

  • 变量 - 变量名称
  • 维度 - 镶嵌数据集中所使用维度的名称。

其中还包含一个或多个用于定义维度的字段。

  • 标准时间 - 标准化时间维度值 (UTC)
  • 标准 Z - 以长度(米)为单位测量的标准化垂直维度
  • 标准压力 - 压力值 (Pa) 的标准化垂直维度。

对多维栅格图层或 netCDF 栅格图层而言,其一般要求与多维镶嵌图数据集的要求类似,只是没有轮廓线表。变量是您在创建栅格图层时选择的变量。标准时间、标准 Z 或标准压力等维度的可用性取决于您所选择的具体变量。

注:

时态图也适用于未指定为多维栅格数据的时间序列栅格数据。例如,您可以在包含 acquisition time 字段的镶嵌数据集中,创建一组 Landsat 测量时间序列的时态图。

从多维镶嵌数据集创建时态图

您可以从多维镶嵌数据集、多维栅格图层、NetCDF 栅格图层或多维 Web 影像图层创建时态图图表。无论您使用哪种图层类型,创建时态图的工作流都是相似的。以下步骤使用从多维镶嵌数据集创建的图层:

  1. 右键单击内容窗格中的图层,指向创建图表,然后单击时态图

    图表属性窗格和空白图表对话框随即显示。

  2. 使用图表属性窗格中的绘图工具来数字化地图上的要素。点要素将被添加到点要素表中。在表中,您可以选择或取消选择点要素,删除不需要的点要素,然后单击点符号以编辑要素的颜色和形状。表中的标注也可进行编辑。当您从该表中选择点要素时,时态图将使用单独的线图来表示各个点要素。
  3. 选择要在 x 轴上使用的时间维度名称。单击时间下拉箭头查看可用的时间维度名称。通常,将列出 StdTime(标准时间);这是指时间维度的名称。有时会列出 StdTimeStdTime_Max 时间维度,表明您的数据时间维度分别使用两个字段来表示时间段、开始时间和结束时间。
  4. 使用时间间隔大小时间聚合时间间隔对齐修剪不完整的时间间隔选项定义一系列时间设置。

    默认情况下,时间间隔大小使用数据的原始时态分辨率,并且不应用时间聚合。在此情况下,时态图显示初始像素值。

    您还可以使用时间聚合来对数据执行统计分析。例如,将每小时的数据汇总成每日、每月和每年的时间间隔,并在不同的时间尺度上可视化趋势。指定新的时间间隔大小后,系统会将时间聚合类型设置为平均值。平均值基于落在新时间间隔范围内的值计算得出,并显示在时态图上。支持时间的聚合类型包括计数、平均数、中位数和总和。

    时间间隔对齐选项允许您定义一个新的时间间隔以对齐到第一个时间步长或最后一个时间步长。

    选中修剪不完整的时间间隔选项,从图表中删除部分填充的时间间隔,以避免不完整时间间隔的潜在偏差。

  5. 时间序列中选择一个选项来创建时态图。
    1. 一个或多个变量 - 此选项适用于大多数多维镶嵌数据集。通常镶嵌数据集中的变量为单波段时使用,并且其只有一个时间维度。您可以从变量名称列表中选择一个或多个变量,并在相同的时态图中进行比较。在选择变量名称之后,相应的图形就会显示在时态图上。

      如果选择了多个变量,并且其值的范围很大,请选中轴类别中的标准化值选项,以使所有变量具有相同的比例,从而在同一图表中显示多个分布。例如,您可能希望同时可视化每天几英寸以内的降雨量以及每天的平均温度(华氏度),例如 60 - 90 华氏度。y 轴值的标准化涉及 Z 变换,即从每个值中减去所有值的平均值然后除以所有值的标准差。

      一个或多个变量的时态图。

    2. 多波段单变量 - 指定要在时态图上绘制的波段;每个波段将有一个单独的图。首先,选择一个变量,然后使用其波段名称添加波段。您也可以使用全部添加全部删除按钮分别添加或删除所有波段。在时态图上也允许比较多个位置上的特定波段值。

      有时镶嵌数据集包含时间序列的多波段图像,例如,带有 Acquisition time 字段的多光谱卫星测量。您也可以使用复合波段模板创建多维镶嵌数据集,从而创建包含多波段影像的镶嵌数据集。有关详细信息,请参阅使用多波段合成模板创建镶嵌数据集

      多波段单变量时态图。

    3. 多维单变量 - 此选项适用于包含时间维度和其他维度的多维数据。选择时间变量名称和其他维度名称,并基于来自其他维度的值为变量创建时态图;其他维度的每个值都会有一个单独的图表。例如,某些海洋盐度数据同时具有时间和深度维度 - 您可以为深度一、深度二等处的盐度建立时态图。在时态图中也允许在多个位置比较其他维度特定值的变量。使用全部添加全部删除按钮添加或删除其他维度的所有值。多维单变量时态图。

该工作流概述了如何使用一个或多个变量、多个波段和多个维度绘制为时间创建时态图。此外,您可以使用轴、数字格式、时间和日期格式、标题、x 轴和 y 轴标题等自定义有关时态图的标注和一般信息。有关详细信息,请参阅时态图

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