Types d'opérations dans Spatial Analyst

Disponible avec une licence Spatial Analyst.

Les opérations d'analyse de cellules disponibles dans l'extension Spatial Analyst d'ArcGIS peuvent être divisées en cinq types :

• celles qui s'appliquent à des emplacements de cellules uniques (opérations locales),
• celles qui s'appliquent à des emplacements de cellules dans un voisinage (opérations focales),
• celles qui s'appliquent à des emplacements de cellules dans des zones (opérations zonales),
• celles qui s'appliquent à toutes les cellules du raster (opérations globales),
• celles qui effectuent une application spécifique (par exemple, les opérations d'analyse hydrologique).

Chacune de ces catégories peut être influencée par (ou basée sur) la représentation spatiale ou géométrique des données, outre les attributs que les cellules décrivent. Par exemple, un outil qui additionne deux couches (par le biais des emplacements de cellules uniques) dépend de l'emplacement de la cellule et de la valeur de son équivalent dans la seconde couche. Les outils appliqués aux emplacements de cellules dans le voisinage ou dans des zones s'appuient sur la configuration spatiale du voisinage ou des zones ainsi que sur les valeurs des cellules dans la configuration.

Opérations locales

Les opérations locales, ou fonctions par cellule, calculent un jeu de données raster en sortie où la valeur en sortie à chaque emplacement (cellule) est une fonction de la valeur associée à cet emplacement dans un ou plusieurs jeux de données rasters. Plus précisément, la valeur de la cellule unique, quelles que soient les valeurs des cellules voisines, a une influence directe sur la valeur de la sortie. Une opération par cellule peut s'appliquer à un ou à plusieurs jeux de données raster. Pour un jeu de données simple, des exemples d'opérations par cellule sont les outils trigonométriques, tels que Tan ou les outils logarithmiques, tels que Log2.

Opérations locales : valeur d'une cellule en sortie déterminée par une seule cellule en entrée

Les opérations locales peuvent être effectuées également sur plusieurs rasters en entrée. Dans ce cas, une valeur unique sera renvoyée pour chaque cellule en fonction d'une opération effectuée sur la cellule correspondante dans chacun des rasters en entrée. Un exemple de ce type d'opération est l'utilisation de l'outil Statistiques de cellule : pour chaque cellule en sortie, un calcul statistique (tel que la moyenne ou la plage) est effectué sur les valeurs de cellule de tous les raster en entrée à l'emplacement correspondant.

Opérations focales

Les opérations focales (ou de voisinage) génèrent un jeu de données raster en sortie dans lequel la valeur en sortie à chaque emplacement de cellule est une fonction de la valeur en entrée à l'emplacement d'une cellule et des valeurs des cellules contenues dans un voisinage spécifié autour de cet emplacement. Chaque cellule dans l'entrée étant traitée, le voisinage est essentiellement une fenêtre en mouvement qui se déplace avec elle. La configuration (taille et forme) du voisinage détermine spécifiquement quelles cellules voisines de la cellule de traitement doivent être utilisées dans le calcul de chaque valeur en sortie. Le voisinage le plus classique est 3 par 3 cellules, qui comprend la cellule de traitement et ses 8 voisins les plus proches.

Opérations focales : la valeur de la cellule en sortie est déterminée par les cellules contenues dans un voisinage spécifié de chaque cellule en entrée.

Opérations zonales

Les opérations zonales calculent un jeu de données raster en sortie où la valeur en sortie de chaque emplacement dépend de la valeur de la cellule à l'emplacement et de l'association entre cet emplacement et une zone cartographique. Les opérations zonales sont similaires aux opérations focales, à la différence que la définition du voisinage dans une opérations zonale correspond à la configuration des zones mêmes, et non à une forme de voisinage spécifiée. Les zones individuelles peuvent être de toute forme ou taille et peuvent être déconnectées les unes des autres. Les zones peuvent être définies en tant que données raster ou d'entité. Pour les données raster, une zone est constituée de toutes les cellules d'un raster ayant la même valeur. Pour les données d'entité, une zone est constituée de toutes les entités ayant la même valeur attributaire (LandClass = 4, par exemple).

Opérations zonales : valeur de chaque cellule en sortie déterminée par toutes les cellules en entrée de la même zone

Une opération zonale renvoie par exemple la moyenne des valeurs depuis le premier jeu de données qui appartient à une zone spécifiée du second.

Opérations globales

Les opérations globales (ou par raster) calculent un jeu de données raster en sortie dans lequel la valeur en sortie à chaque emplacement de cellule est potentiellement une fonction de toutes les cellules combinées de divers jeux de données raster en entrée. Il existe deux principaux groupes d'opérations globales : distance euclidienne et distance pondérée.

Opérations globales de distance euclidienne

Les opérations globales de distance euclidienne affectent à chaque cellule du jeu de données raster en sortie sa distance par rapport à la cellule source la plus proche. Un exemple de source peut être l'emplacement à partir duquel démarrer une nouvelle route. La direction de la cellule source la plus proche peut aussi être affectée en tant que valeur de chaque emplacement de cellule dans un jeu de données raster en sortie.

La distance euclidienne est un exemple d'opération globale.

Opérations globales de distance non euclidienne (pondérée)

Les opérations de distance non euclidienne déterminent le coût de déplacement d'une cellule de destination vers la cellule source la plus proche sur une surface, pondéré par un coût en plus de la distance euclidienne. Exemple : la construction d'une route menant du point A au point B, où le chemin le plus court et le plus direct serait en fait plus cher à construire si la surface est escarpée ou si le sol est trop meuble (marais, par exemple).

Dans tous les calculs des fonctions globales, vous devez connaître la surface totale pour renvoyer la solution.

Opérations d'application

Quelques opérations de modélisation par cellule ont été développées pour résoudre des applications spécifiques. Une opération d'application effectue une analyse qui est spécifique à une discipline. Par exemple, les opérations hydrologiques créent un réseau hydrographique et délimitent un bassin versant. Les opérations locales, focales, zonales et globales sont des opérations générales qui ne sont propres à aucune application. Toutefois, elles rejoignent les opérations d'application en termes de catégorisation, par exemple le fait que même si la pente est habituellement utilisée dans l'application d'analyse des surfaces, elle l'est également techniquement dans une opération focale. Certaines des opérations d'application ont une portée plus générale, comme l'analyse des surfaces, d'autres sont définies plus étroitement, comme les fonctions d'analyse hydrologique. La catégorisation en groupes des opérations d'application aide à comprendre à la fois la portée et les fonctions spécifiques de ces opérations.

Les opérations d'application sont les suivantes :

• Modification de la résolution du raster
• Analyse de la densité
• Analyse hydrologique
• Classification des images
• Généralisation
• Analyse de surfaces
• Génération de surface