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源特征影响成本距离分析的方式

需要 Spatial Analyst 许可。

在成本距离和路径距离工具中，可通过定义行动者的源特征控制以下各项：

  • 不同源的不同出行模式（例如，乘车出行或步行）
  • 源量级（例如，每个位置的不同军队数量）
  • 成本衰减函数（例如，感到疲劳的徒步旅行者）
  • 源启动成本（例如，到达路上停放的卡车所花费的时间）
  • 源容量（例如，车辆在燃油耗尽前可行驶的路程）

由源特征 解决的一些示例问题

可通过源特征处理以下其他成本和路径距离应用程序：

  • 从两个具有不同出行模式（一种为全地形车辆，另一种为步行）的总部确定失踪徒步旅行者的搜索区域。
  • 探究三个设施点的消防员可到达的位置（要考虑到每个设施点消防员人数的差异）。第一个设施点有 25 名消防员，第二个设施点有 15 名，第三个有 10 名。
  • 根据徒步旅行者感到疲劳时的能量流失情况，确定野营地的最佳位置。
  • 分析要到达远处的灌丛火灾现场所需的时间（将消防员装载装备所需的 16 分钟考虑在内）。
  • 在某军事行动中，确定加油站的选址，以确保能够支持坦克行驶较长的距离，并抵达远处的目标）。

说明源特征的成本距离公式

以下部分将对用于说明源特征的成本距离公式进行详细描述。

基本成本距离公式

适用的基本成本距离公式共有两个，具体取决于相邻像元的移动方式。

垂直像元

垂直像元的成本距离公式如下：

accum_cost = a1 + (cost2 + cost3)/2

  • Where

    a1 - 从像元 1 到像元 2 的累积成本

    cost2 - 像元 2 的行程成本

    cost3 - 像元 3 的行程成本

    accum_cost - 从像元 1 移动到像元 3 的累积成本

非相邻像元的成本计算

对角像元

对角像元的成本距离公式如下：

accum_cost = a1 + (1.4142 * ((cost2 + cost3)/2))

路径距离公式

应用的基本路径距离公式有两个（根据相邻像元的移动方式）。

垂直像元

accum_cost = a1 + ((((cost2 * HF(2)) + (cost3 * HF(3)))/2) * Surface_distance(23) * VF(23))

Where

cost2 - 像元 2 的行程成本

cost3 - 像元 3 的行程成本

HF(2) - 像元 2 的水平系数

HF(3) - 像元 3 的水平系数

Surface_distance(23) - 2 到 3 的表面距离

VF(23) - 2 到 3 的垂直系数

对角像元

accum_cost = a1 + ((((cost2 * HF(2)) +  (cost3 * HF(3)))/2) * 1.414214 * Surface_distance(23) * VF(23))

说明源特征的成本和路径距离公式

为说明行动者的源特征，需应用以下公式。

垂直像元的成本距离

accum_cost = (a1 * (1.0 + resistance_rate) + (((cost2 + cost3) / 2) * cost_multiplier))

Where

resistance_rate - 对累积成本的动态调整，以模拟累积成本增长时克服成本单位的变化响应，如感到疲劳的徒步旅行者。

cost_multiplier - 成本单位倍增率。值越大，移动成本越高，如步行 VS 乘坐全地形车辆。

垂直像元的路径距离

accum_cost = (a1 * (1 + resistance_rate)) + ((((cost2 * HF(2)) + (cost3 * HF(3)))/2)               * Surface_distance(23) * VF(23) * cost_multiplier)

可通过适用于所有源的单一值或与源相关联的属性表中的字段（每个值都已应用到对应源）确定源特征。

确定源特征的表
确定适用于每个源的源特征的表。

成本倍增率

使用情况：每个源的不同出行模式 - 全地形车辆 VS 步行。

使用情况：每个源的不同资源量 - 每个总部的不同消防员人数。

不同的出行模式和源量级考虑到了成本表面上移动速度或覆盖面的增加或减少。这些特征增加或减少了在像元间移动的成本。

可通过成本倍增率实施模式或量级。与步行相比，全地形车辆的倍增率较低，因为全地形车辆能够以较快的速率克服成本，同时基于源的较多消防员与消防员较少的源相比，拥有较低的倍增率，因为其覆盖区域更广（可更快克服成本）。

如果倍增率是一个单一值，则它将应用到所有源。如果模式或量级（倍增率）随源变化，则可以通过与源相关的字段指定倍增率。

启动成本

使用情况：离开源之前所需的准备时间。

如果启动成本随不同的源变化，则可以通过将要添加到每个源的单一值或与源相关的字段确定启动成本。这些是与源相关的固定成本。

要到达第一个像元，请不要从零开始源计算，而是要执行以下操作：

a1 = (((cost1 + cost2) / 2) * cost_multiplier)

将累积公式和 starting_cost（与源相关的启动成本）配合使用：

a1 = starting_cost + (((cost1 + cost2) / 2) * cost_multiplier)

抗性率

使用情况：我是一个虚弱的徒步旅行者。

这是动态更改的唯一源特征。随着累积成本的增长，抗性率的效果也会增长。在确定移入后续像元的成本时，从概念上讲，到达像元的累积成本会与抗性率相乘，且乘积会添加到正在进行的累积成本计算中。因此，该率的效果与旅行者紧密相关；也就是说，抗性率越大，克服每个后续成本单位所要付出的努力就越多 - 旅行者也就越容易感到疲劳。

由于抗性率与复利率相同，且累积成本值通常很大，所以我们建议使用较小的抗性率（如 0.005）。

容量

使用情况：确定可能设立军事坦克加油站的位置。

通过单一值或字段定义每个源（或源出行模式）的成本容量。动态成本距离算法将持续增长，直到达到每个源的容量为止。如果设置了容量参数，则输出成本分配可能不同，反之亦然。也就是说，如果低容量区域在高容量区域附近，则在未设置容量时，高容量区域可捕捉一些低容量区域原始分配的像元（仅限累积成本大于低容量区域定义容量的像元）。

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