Mit der Spatial Analyst-Lizenz verfügbar.
Zusammenfassung
Identifiziert die besten Regionen oder Gruppen von zusammenhängenden Zellen aus einem Eingabe-Eignungs-Raster, die ein bestimmtes Evaluierungskriterium und die identifizierten Einschränkungen bezüglich Shape, Größe, Anzahl und Entfernung zwischen den Regionen erfüllen.
Dieses Werkzeug verwendet einen PRG-Algorithmus (parametrisierter Algorithmus für das Wachstum von Regionen), um potenzielle Regionen aus Ursprungszellen zu erstellen, indem benachbarte Zellen der Region hinzugefügt werden, die der angegebenen Form am nächsten kommt und gleichzeitig die bestmögliche Eignung für die Region darstellt. Über einen Auswahlalgorithmus und ein Evaluierungskriterium (z. B. der höchste Durchschnittswert) werden die beste Region bzw. besten Regionen aus den potenziellen Regionen ausgewählt, die die identifizierten Größen- und räumlichen Einschränkungen erfüllen. Ein Beispiel einer räumlichen Einschränkung wäre die Einhaltung einer bestimmten Mindestentfernung zwischen den Regionen.
Weitere Informationen zur Funktionsweise des Werkzeugs "Regionen suchen"
Verwendung
Das Eingabe-Eignungs-Raster stellt oft die Ausgabe eines Eignungsmodells dar. Ein Eignungsmodell gibt an, wie geeignet eine Position basierend auf den gewünschten Attributen und den tatsächlichen vorgefundenen Attributen an der Position ist. Die Eignungsmodellerstellung ist einer der häufigsten Anwendungsbereiche für Spatial Analyst. Weitere Informationen zur Eignungsmodellerstellung finden Sie unter Überlagerungsanalyse.
Je höher die Eingabewerte im Eignungs-Raster, desto größer ist die Eignung.
Die Einstellungen für Minimale Entfernung zwischen Regionen und Maximale Entfernung zwischen Regionen haben eine höhere Priorität als Gesamtfläche. Wenn beispielsweise fünf Regionen gesucht werden, aufgrund der angegebenen Einstellungen für die minimale und maximale Entfernung jedoch nur vier Regionen ermittelt werden können, werden nur vier Regionen ausgewählt. Entsprechend wird die Bedingung Gesamtfläche nicht erfüllt. Nach Möglichkeit wird eine Warnung ausgegeben, dies ist jedoch nicht immer der Fall.
Das Wachstum mit dem PRG-Algorithmus basiert auf den Eignungswerten im Eingabe-Raster. Dabei werden die Zellen mit höheren Werten beim Wachstum bevorzugt. Die Evaluierungsmethode legt fest, welche potenziellen Regionen ausgewählt werden, hat jedoch keinen Einfluss auf das Wachstum der Regionen.
Das Werkzeug Regionen suchen ist sehr rechenintensiv. Sie können bestimmte Schritte bei der Einrichtung der Eingabedaten und der Einstellung bestimmter Parameter ausführen, um dies zu beeinflussen.
Um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen, sollten Sie für Positionen, die bei der Auswahl nicht berücksichtigt werden sollen, im Rahmen eines Vorverarbeitungsschritts "NoData" festlegen oder die Positionen über die Maske entfernen. Aus diesen Positionen werden keine Regionen erstellt oder während des Auswahlprozesses zugeteilt. Im Gegensatz zu Eingabe-Raster oder Feature vorhandener Regionen haben ausgeschlossene Flächen im PRG-Algorithmus oder in der Auswahl der potenziellen Regionen keinen Einfluss auf die Minimale Entfernung zwischen Regionen und Maximale Entfernung zwischen Regionen.
Die ausgewählten Optionen für die Parameter Anzahl der als Grundlage für Wachstum zu verwendenden Ursprungswerte und Auflösung des Wachstums können die Verarbeitungszeit erheblich beeinflussen.
Die beste Performance wird erzielt, wenn für diese Parameter die Optionen SMALL und LOW ausgewählt werden. Die Auswahl von SMALL, MEDIUM oder LARGE für Anzahl der als Grundlage für Wachstum zu verwendenden Ursprungswerte und LOW, MEDIUM oder HIGH für Auflösung des Wachstums ergibt die verlässlichsten Ergebnisse in einem angemessenen Zeitraum.
Wenn für Anzahl der als Grundlage für Wachstum zu verwendenden Ursprungswerte oder Auflösung des Wachstums eine andere Option als MAXIMUM festgelegt ist, gehen Daten dadurch verloren, dass nicht aus jeder Zelle Regionen erstellt werden und ein Resampling auf eine gröbere Auflösung durchgeführt wird. Abhängig von der Größe des Eingabe-Rasters kann die Option MAXIMUM jedoch sehr langsam sein, sodass die anderen Optionen praktikabler sein können.
Abhängig von der Größe des Eingabe-Rasters kann die Auswahl von MAXIMUM für Anzahl der als Grundlage für Wachstum zu verwendenden Ursprungswerte oder Auflösung des Wachstums viel Zeit in Anspruch nehmen. Mit dem Algorithmus Regionen suchen wird ein zweistufiger Prozess implementiert. Zunächst werden potenzielle Regionen erstellt, und danach werden die besten Regionen aus den potenziellen Regionen ausgewählt. Das Wachstum der Regionen kann bei großen Eingabe-Rastern viel Zeit in Anspruch nehmen. Im Schritt zur Auswahl der Regionen wird jedoch zunächst eine Entfernungsmatrix geladen. Wenn die Matrix aufgrund von Arbeitsspeicherbeschränkungen nicht geladen werden kann, wird die Verarbeitung vom Werkzeug beendet.
Die Standardwerte für Anzahl der als Grundlage für Wachstum zu verwendenden Ursprungswerte und Auflösung des Wachstums sind von der Anzahl der Zellen im Eingabe-Raster abhängig. Je mehr Zellen sich im Eingabe-Raster befinden, desto länger dauert die Ausführung dieses Werkzeugs. Um extrem lange Ausführungszeiten zu vermeiden, werden die Standardwerte entsprechend festgelegt.
Anzahl der Eingabezellen
Anzahl der als Grundlage für Wachstum zu verwendenden Ursprungswerte Auflösung des Wachstums <= 100.000
MAXIMUM MAXIMUM 100.000 - 500.000
SMALL MAXIMUM > 500.000
SMALL LOW Wenn die Anzahl der Regionen größer als acht ist, empfiehlt es sich, die Option SEQUENTIAL für den Parameter Auswahlmethode für Regionen zu verwenden. Die Verwendung der Methode COMBINATORIAL mit mehr als acht ausgewählten Regionen kann zu einer geringen Performance führen.
Normalerweise hat der Wert Anzahl der als Grundlage für Wachstum zu verwendenden Ursprungswerte den größten Einfluss auf die Verarbeitungsgeschwindigkeit. Je höher die Anzahl der als Grundlage für Wachstum zu verwendenden Ursprungswerte, desto länger dauert die Ausführung des Werkzeugs. In den meisten Fällen sind die Ergebnisse unabhängig vom angegebenen Wert jedoch ähnlich.
Die Anzahl der als Grundlage für Wachstum zu verwendenden Ursprungswerte wird abhängig von den Eignungswerten im Eingabe-Raster verteilt, wobei Flächen mit höheren Eignungswerten mehr Ursprungswerte erhalten. Die Evaluierungsmethode hat keinen Einfluss auf die Verteilung.
Mit Auflösung des Wachstums wird die Auflösung festgelegt, auf deren Grundlage das parametrisierte Wachstum der Regionen erfolgt. Das Eingabe-Raster wird mittels der bilinearen Resampling-Methode auf die gewünschte Auflösung gebracht. Nach der Auswahl der Regionen und vor der Erstellung des endgültigen Ausgabe-Rasters erfolgt mit der Resampling-Methode "Nächster Nachbar" ein Resampling der Ergebnisse auf die Zellengröße der Umgebung.
Am Rand des Eingabe-Rasters wird eine Shape-Anpassung für die Regionen implementiert. Wenn mindestens eine Zelle aus dem Eingabe-Raster herausfällt, wird die Eignung der Region um 50 Prozent reduziert, um die Form beizubehalten. Aufgrund dieser Reduzierung der Eignung ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass die Region ausgewählt wird, sie wird beim Auswahlprozess jedoch weiterhin berücksichtigt.
Die ausgewählte Fläche kann mehr als die angegebene Gesamtfläche umfassen, wenn In Regionen sind keine Inseln zulässig aktiviert ist. Um zu bestimmen, ob die Diskrepanz zwischen der ausgewählten Fläche und der angegebenen Gesamtfläche auf den Parameter "In Regionen sind keine Inseln zulässig" zurückgeht, führen Sie das Werkzeug erneut ohne Aktivierung dieses Parameters aus. Addieren Sie die Anzahl der Zellen aus COUNT in der Attributtabelle des Ausgabe-Rasters aus der ursprünglichen Ausführung hinzu. Führen Sie das Werkzeug dann erneut aus, multiplizieren Sie die Summe jedes Ergebnisses mit der Fläche einer Zelle, und vergleichen Sie die Ergebnisse mit der angegebenen Fläche.
Wenn für Auflösung des Wachstums eine andere Option als MAXIMUM angegeben ist, können die ursprünglichen Eignungswerte für jede Region durch eine Nachbearbeitung mit Zonale Statistiken identifiziert werden. Geben Sie als Zonen-Raster das Ausgabe-Region-Raster aus Regionen suchen und als Werte-Raster das Eingabe-Eignungs-Raster an.
Weitere Informationen zur Geoverarbeitung von Umgebungen mit diesem Werkzeug finden Sie unter Analyseumgebungen und Spatial Analyst.
Syntax
LocateRegions (in_raster, {total_area}, {area_units}, {number_of_regions}, {region_shape}, {region_orientation}, {shape_tradeoff}, {evaluation_method}, {minimum_area}, {maximum_area}, {minimum_distance}, {maximum_distance}, {distance_units}, {in_existing_regions}, {number_of_neighbors}, {no_islands}, {region_seeds}, {region_resolution}, {selection_method})| Parameter | Erläuterung | Datentyp |
in_raster | Das Eingabe-Eignungs-Raster, aus dem die Regionen abgeleitet werden. Je höher der Wert im Eingabe-Raster, desto größer ist die Eignung. Das Raster kann ein ganzzahliges oder Gleitkomma-Raster sein. | Raster Layer |
total_area (optional) | Die Gesamtfläche aller Regionen. Der Standardwert beträgt 10 % der Eingabezellen in der Verarbeitungsausdehnung. | Double |
area_units (optional) | Definiert die Flächeneinheiten, die für die Parameter total_area, minimum_area und maximum_area verwendet werden. Die verfügbaren Optionen und die entsprechenden Einheiten lauten wie folgt:
Der Standardwert basiert auf dem Eingabe-Raster-Dataset. Wenn das Eingabe-Raster in Fuß, Yards, Meilen oder einer anderen imperialen Einheit vorliegt, wird SQUARE_MILES verwendet. Wenn das Eingabe-Raster in Metern, Kilometern oder einer anderen metrischen Einheit vorliegt, wird SQUARE_KILOMETERS verwendet. | String |
number_of_regions (optional) | Legt fest, auf wie viele Regionen die total_area verteilt wird. Es können maximal 30 Regionen angegeben werden. Die Standardeinstellung ist 1. | Long |
region_shape (optional) | Definiert die Shape-Eigenschaften für die Ausgabe-Regionen. Die Regionen beginnen bei den Ursprungszellenpositionen und wachsen nach außen, wobei die Zellen bevorzugt werden, mit denen die gewünschte Form beibehalten wird. Die folgenden Shape-Optionen sind verfügbar:
| String |
region_orientation (optional) | Definiert die Ausrichtung des definierten Shapes. Das Wachstum von Regionen beginnt bei den Ursprungspositionen, wobei die Zellen bevorzugt werden, mit denen die gewünschte Ausrichtung der Region-Shapes beibehalten wird. Die Ausrichtungswerte werden in Kompassgrad von 0 bis 360 angegeben, beginnend von Norden mit Zunahme im Uhrzeigersinn. Die Standardeinstellung ist 0. Beim Standardwert 0 werden die Shapes folgendermaßen ausgerichtet: Kreis – keine Auswirkungen; Ellipse – die Nebenachse wird Richtung Nord-Süd ausgerichtet; Dreieck und Fünfeck – ein Punkt zeigt gerade nach oben; Viereck, Sechseck und Achteck – eine flache Seite wird Richtung Ost-West ausgerichtet. | Double |
shape_tradeoff (optional) | Identifiziert die Gewichtung der Zellen beim Wachstum der potenziellen Regionen im PRG-Algorithmus. Die Gewichtung stellt einen Kompromiss zwischen dem Beitrag einer Zelle zur Aufrechterhaltung des Shapes der Region relativ zum Eignungsbeitrag des Attributwertes der Zelle dar. Höhere Werte bedeuten, dass die Aufrechterhaltung des Shapes der Region wichtiger ist als die Auswahl höherer Eignungswerte. Die akzeptablen Prozentwerte reichen von 0 bis 100 (jeweils einschließlich). Die Standardeinstellung ist 50. Dieser Parameter wird verwendet, um die realisierbaren potenziellen Regionen zu identifizieren. Die vom Algorithmus ausgewählten potenziellen Regionen werden durch den Parameter evaluation_method bestimmt. | Double |
evaluation_method (optional) | Das Evaluierungskriterium, anhand dessen bestimmt wird, welche der im PRG-Algorithmus identifizierten potenziellen Regionen die höchste Präferenz haben. Die Präferenz kann auf Grundlage einer bestimmten Statistik der Eignungswerte oder einer räumlichen Anordnung der Zellen in den Regionen angegeben werden. Die folgenden Optionen sind verfügbar:
| String |
minimum_area (optional) | Definiert die für eine Region zulässige minimale Fläche. Es werden die von area_units angegebenen Einheiten verwendet. Weitere Informationen zum Erstellen von Regionen bei einer Angabe von minimalen und maximalen Flächen finden Sie unter Festlegen von Regionen bei Angabe einer minimalen und maximalen Fläche. | Double |
maximum_area (optional) | Definiert die für eine Region zulässige maximale Fläche. Es werden die von area_units angegebenen Einheiten verwendet. Weitere Informationen zum Erstellen von Regionen bei einer Angabe von minimalen und maximalen Flächen finden Sie unter Festlegen von Regionen bei Angabe einer minimalen und maximalen Fläche. | Double |
minimum_distance (optional) | Definiert den minimal zulässigen Abstand zwischen Regionen. Es darf keine Kombination von zwei Regionen mit einem kleineren Abstand geben. Dieser Parameter hat Einfluss auf den PRG-Algorithmus. Wenn eine Zelle einer der potenziellen Regionen hinzugefügt werden könnte, jedoch innerhalb dieses Abstandes von einer einzelnen Region in den in_existing_regions liegt, erfolgt keine Berücksichtigung für die potenzielle Region. Die Einstellung für die minimale Entfernung wird nicht auf ausgeschlossene Positionen (NoData-Zellen) angewendet. Es werden die von distance_units angegebenen Einheiten verwendet. | Double |
maximum_distance (optional) | Definiert den maximal zulässigen Abstand zwischen Regionen. Keine Region darf weiter als diese Entfernung von mindestens einer anderen Region entfernt sein. Wenn die nächstbeste Region bei einer sequenziellen Auswahl von Regionen weiter als diese Entfernung von einer der bereits ausgewählten Regionen entfernt ist, wird sie zu diesem Zeitpunkt nicht berücksichtigt. Sie kann jedoch später ausgewählt werden, nachdem weitere Regionen ausgewählt wurden. Die maximale Entfernung wird auf in_existing_regions angewendet. Das bedeutet, mindestens eine der ausgewählten Regionen muss innerhalb der maximalen Entfernung von den vorhandenen Regionen liegen. Die Einstellung für die maximale Entfernung wird nicht auf ausgeschlossene Positionen (NoData-Zellen) angewendet und hat keine Auswirkungen auf den PRG-Algorithmus. Es werden die von distance_units angegebenen Einheiten verwendet. | Double |
distance_units (optional) | Definiert die Entfernungseinheiten, die für die Parameter minimum_distance und maximum_distancegeneriert und konfiguriert werden. Die verfügbaren Optionen und die entsprechenden Einheiten lauten wie folgt:
Der Standardwert basiert auf dem Eingabe-Raster-Dataset. Wenn das Eingabe-Raster in Fuß, Yards, Meilen oder einer anderen imperialen Einheit vorliegt, wird MILES verwendet. Wenn das Eingabe-Raster in Metern, Kilometern oder einer anderen metrischen Einheit vorliegt, wird KILOMETERS verwendet. | String |
in_existing_regions (optional) | Ein Dataset, das identifiziert, wo bereits Regionen vorhanden sind. Die Eingabe kann ein Raster oder ein Feature-Dataset sein. Wenn es sich bei der Eingabe um ein Raster handelt, wird jede Position im Raster mit einem gültigen Wert als bereits zugeteilt betrachtet. Für alle anderen Positionen wird "NoData" festgelegt. Im PRG-Algorithmus wird keine Region aus einer Position erstellt, die eine vorhandene Region enthält. Vorhandene Regionen werden beim Wachstum und der Evaluierung der minimum_distance und maximum_distance verwendet, wie in den entsprechenden Parameterbeschreibungen oben erläutert. | Raster Layer; Feature Layer |
number_of_neighbors (optional) | Definiert, welche benachbarten Zellen beim Wachstum der Regionen verwendet werden sollen. Die folgenden Optionen sind verfügbar:
| String |
no_islands (optional) | Definiert, ob in den potenziellen Regionen Inseln zulässig sind.
| Boolean |
region_seeds (optional) | Definiert die Anzahl der Ursprungswerte, die als Grundlage für das Wachstum potenzieller Regionen dienen. Weitere Informationen dazu, wie die Ursprungswerte sich auf den Algorithmus zum Wachstum von Regionen auswirken, finden Sie unter Verteilung von Ursprungswerten. Die folgenden Optionen sind verfügbar:
| String |
region_resolution (optional) | Legt die Auflösung fest, in der das Wachstum der Regionen stattfindet. Für das Eingabe-Raster wird ein Resampling auf die Auflösung ausgeführt, die von der Anzahl der durch diesen Parameter identifizierten Zellen bestimmt wird (siehe unten). Bei der Einstellung Low etwa wird ein Resampling des Eingabe-Rasters auf 147.356 Zellen durchgeführt. Der PRG-Algorithmus führt das Wachstum für das vorläufige Resampling-Raster durch. Nachdem die Regionen aus dem vorläufigen Resampling-Raster ausgewählt wurden, wird für die ausgewählten Regionen ein Resampling auf die Zellengröße durchgeführt. Es kann eine Anpassung auf die unten identifizierten Zielauflösungen implementiert werden, wenn die Anzahl der Zellen in der gewünschten durchschnittlichen Größe der Regionen zu klein oder zu groß ist. Mit dieser Anpassung wird sichergestellt, dass jede Region genügend Zellen enthält bzw. kein unnötiger Verarbeitungsaufwand anfällt. Als Ergebnis kann die Gesamtzellenzahl nach dem Resampling des vorläufigen Rasters für jede der unten angegebenen Auflösungen niedriger oder höher als die Anzahl der Zielzellen sein. Weitere Informationen zu dieser Anpassung und zu den verwendeten Schwellenwerten finden Sie unter Anpassen der Wachstumsauflösung der Region auf Grundlage der Größe der gewünschten Regionen. Wenn die Eingabe weniger als 147.356 Zellen umfasst oder MAXIMUM ausgewählt wurde, findet kein Resampling statt. Beim Wachstum der Regionen werden dann alle Zellen im Eingabe-Raster verarbeitet. Wenn das Eingabe-Raster weniger als 147.356 Zellen enthält, haben die Optionen LOW, MEDIUM und HIGH keine Auswirkungen. Die folgenden Optionen sind verfügbar:
| String |
selection_method (optional) | Identifiziert, wie Regionen ausgewählt werden. Die folgenden Optionen sind verfügbar:
| String |
Rückgabewert
| Name | Erläuterung | Datentyp |
| out_raster | Das Ausgabe-Region-Raster. Jede Region ist mit Werten größer Null eindeutig nummeriert. Zellen, die keinen Regionen angehören, wird Null zugewiesen. Die Ausgabe ist immer ein ganzzahliges Raster. Für jede Region, in der Statistiken der ausgewählten Regionen gespeichert sind, werden zusätzliche Felder berechnet. Dabei handelt es sich um folgende Felder:
| Raster |
Codebeispiel
LocateRegions – Beispiel 1 (Python-Fenster)
Das folgende Skript veranschaulicht, wie das Werkzeug LocateRegions im Python-Fenster verwendet wird.
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
outRegions = LocateRegions("suitsurface", 13.5, "SQUARE_MILES", 5, "CIRCLE",
0, 50, "HIGHEST_AVERAGE_VALUE", 2, 5, 1, 3, "MILES",
"existingreg.shp", "EIGHT", "NO_ISLANDS", "SMALL",
"LOW", "COMBINATORIAL")
outRegions.save("C:/sapyexamples/output/outregions")
LocateRegions – Beispiel 2 (eigenständiges Skript)
Identifiziert die optimalen acht Regionen aus einer geeigneten Fläche unter Einhaltung der räumlichen Einschränkungen.
# Name: LocateRegions_Ex_02.py
# Description: Selects the best specified number of regions
# 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
InRaster1 = "suitsurface"
InTotalArea2 = 13.5
InAreaUnits3 = "SQUARE_MILES"
InNumberofRegions4 = 5
InRegionShape5 = "CIRCLE"
InRegionOrientation6 = 0
InShapeTradeoff7 = 50
InEvaluationMethod8 = "HIGHEST_AVERAGE_VALUE"
InMinimumArea9 = 2
InMaximumArea10 = 5
InMinimumDistance11 = 1
InMaximumDistance12 = 3
InDistanceUnits13 = "MILES"
InExistingRegions14 = "existingreg.shp"
InRegionofNeighbors15 = "EIGHT"
InRegionNoIslands16 = "NO_ISLANDS"
InRegionSeeds17 = "SMALL"
InRegionResolution18 = "LOW"
InCombinatorialThreshold19 = "COMBINATORIAL"
# Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")
# Execute Locate Regions
outRegions = LocateRegions(InRaster1, InTotalArea2, InAreaUnits3, InNumberofRegions4,
InRegionShape5, InRegionOrientation6, InShapeTradeoff7,
InEvaluationMethod8, InMinimumArea9, InMaximumArea10,
InMinimumDistance11, InMaximumDistance12, InDistanceUnits13,
InExistingRegions14, InRegionofNeighbors15, InRegionNoIslands16,
InRegionSeeds17, InRegionResolution18, InCombinatorialThreshold19)
# Save the output
outRegions.save("C:/sapyexamples/output/outregions")
Umgebungen
Lizenzinformationen
- ArcGIS Desktop Basic: Erfordert Spatial Analyst
- ArcGIS Desktop Standard: Erfordert Spatial Analyst
- ArcGIS Desktop Advanced: Erfordert Spatial Analyst