从旧的距离工具迁移到无畸变距离工具

需要 Spatial Analyst 许可。

ArcGIS Pro 2.5 中,距离工具集和距离栅格函数有显著改进。 除了增强功能外,现在还可以更精确地计算运算结果。

无畸变距离分析

ArcGIS Pro 2.5 中,已实现基于成本的距离映射的新算法。 该算法可消除由于使用像元连接性网络模型而导致的输出畸变。 消除上述畸变具有以下优势:

  • 可以在各个方向上以相同方式来测量成本累积。 一个重要的特殊情况是具有恒定成本表面的成本距离现在可产生与欧氏距离映射相同的输出。
  • 将精确计算数字高程模型上的表面距离。
  • 将精确地随沿绕过障碍的路径。

新的无畸变距离分析与旧的距离分析之间的差异可以通过视觉方式进行展示。 以下两个图像对不同分析方法的结果进行了比较。

下图显示了包含输入障碍的新的距离累积工具的输出(蓝色波段),以及新的最佳路径为线工具的输出(橙色线):

该图使用“最佳路径为线”显示了无畸变距离累积栅格
该图使用“最佳路径为线”显示了无畸变距离累积栅格。

下图显示了旧的成本距离工具(使用将障碍编码为 NoData 的常量输入)的输出(蓝色波段),以及旧的成本路径为折线工具的输出(橙线)。 如图所示,新工具(上图)生成的平滑形状比较早工具(下图)生成的平滑形状更能代表现实世界。

该图显示了旧的成本距离表面和旧的最小成本路径
该图显示了旧的成本距离表面和旧的最小成本路径。

测地线分析

可通过距离累积距离分配最佳区域连接工具来进行测地线成本距离分析。

强度映射

通过使用距离累计距离分配工具中的新输出源位置栅格输出,您可以对源的边界进行强度映射,从而显示研究区域中大多数成本路径的终点位置,而无需绘制所有成本路径。 栅格像元迭代器 Python 对象(也是 ArcGIS Pro 2.5 中的新增要素)使得执行这种强度计算成为可能。

凭借新的最佳路径为栅格工具,您可以计算从源到目的地的途中穿过一个像元的最小成本路径的数量。

工具集组织和映射

您熟悉的原始距离工具仍然可用,并且位于旧版子工具集中。 建议您针对后续距离分析工作流使用新的无畸变距离工具。

新工具如下:

  • 距离累积 - 计算每个像元到源的累积距离,允许直线距离、成本距离和真实表面距离,以及垂直和水平成本因子。

  • 距离分配 - 计算每个像元到源的距离分配,允许直线距离、成本距离和真实表面距离,以及垂直和水平成本因子。

  • 最低成本通道 - 通过选择基于百分比或累积成本应用阈值,来计算两个累积成本距离栅格的总和。

  • 最佳路径为栅格 - 计算从源到目的地的最佳路径作为栅格。

  • 最佳路径为线 - 计算从源到目的地的最佳路径作为线。

  • 最佳区域连接 - 以最佳方式连接区域。

下表显示了旧版距离工具与提供增强功能和性能的替换工具之间的映射。

对于新工作流,反向栅格将替换回溯链接栅格。 最佳路径为栅格最佳路径为线工具不接受回溯链接栅格作为输入(它们将接受流向栅格)。 如果您在工作流中使用了回溯链接栅格,而该工作流涉及成本路径成本路径为折线工具之外的内容,请与 Spatial Analyst 团队联系。

如果您在旧的成本距离工具中使用了最大距离参数,请在后续源参数组的特征中使用最大累积参数。

参考资料

Goodchild, M. F. 1977. An Evaluation of Lattice Solutions to the Problem of Corridor Location. Environment and Planning A, Vol. 9, No. 7, 727-738.

Sethian, J. A. 1997. Tracking Interfaces with Level Sets: An “act of violence” helps solve evolving interface problems in geometry, fluid mechanics, robotic navigation and materials sciences. American Scientist, Vol. 85, No. 3, 254-263.

Sethian, J. A. 1999. Level set methods and fast marching methods: evolving interfaces in computational geometry, fluid mechanics, computer vision, and materials science (2nd edition). Cambridge University Press.

Zhao, H. 2005. A fast sweeping method for eikonal equations, Mathematics of computation, Vol. 74, No. 250, 603-627.

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