ArcMap

样条函数法

需要 Spatial Analyst 许可。

需要 3D Analyst 许可。

描述

使用二维最小曲率样条法将点插值成栅格表面。

生成的平滑表面恰好经过输入点。

了解有关“样条函数法”工作原理的详细信息

使用方法

  • 点数的值越大，输出栅格的表面越平滑。

  • 输出像元大小可以通过数值进行定义，也可以从现有栅格数据集获取。如果没有将像元大小明确指定为参数值，则将从像元大小环境获取相应值（前提是已指定环境）。如果未指定参数像元大小和环境像元大小，但已设置捕捉栅格环境，则将使用捕捉栅格的像元大小。如果未指定任何内容，则像元大小会通过使用范围的宽度或高度中的较小值除以 250 来计算，其中范围位于在环境中指定的输出坐标系内。

  • 如果使用数值指定像元大小，则工具会直接将其用于输出栅格。

    如果使用栅格数据集指定像元大小，则该参数将显示栅格数据集的路径而不是像元大小的值。如果数据集的空间参考与输出空间参考相同，则栅格数据集的像元大小将直接用于分析。如果数据集的空间参考与输出空间参考不同，则将基于所选的像元大小投影方法进行投影。

  • 使用样条函数法类型的 REGULARIZED 选项所生成的表面通常比使用 TENSION 选项创建的表面更平滑。

    • 通过使用 REGULARIZED 选项，用于权重参数的较高值可生成更加平滑的表面。为该参数输入的值必须大于或等于零。所使用的典型值为 0、0.001、0.01、0.1 和 0.5。权重是文献资料中称为 tau (t) 的参数的平方。

    • 通过使用 TENSION 选项，为权重参数输入的较高值会产生略微粗糙的表面，但表面与控制点紧密贴合。输入的值必须大于或等于零。典型值分别为 0、1、5 和 10。权重是文献资料中称为 phi (Φ) 的参数的平方。

  • 某些输入数据集可能包含多个具有相同 x,y 坐标的点。如果共有位置处的点的值相同，则将其视为重复项，但并不影响输出。如果值不同，则将这些点视为重合点。

    各种插值工具可在不同条件下以不同方式处理此数据。例如，在某些情况下，使用遇到的第一个重合点进行计算；而在其他情况下，则使用遇到的最后一个点进行计算。这可能导致输出栅格中某些位置的值与预期值不同。解决办法就是在准备数据时移除这些重合点。“空间统计”工具箱中的收集事件工具用于识别数据中所有的重合点。

语法

arcpy.ddd.Spline(in_point_features, z_field, out_raster, {cell_size}, {spline_type}, {weight}, {number_points})
参数说明数据类型
in_point_features

包含要插值到表面栅格中的 z 值的输入点要素。

Feature Layer
z_field

存放每个点的高度值或量级值的字段。

如果输入点要素包含 z 值，则该字段可以是数值型字段或者 Shape 字段。

Field
out_raster

输出插值后的表面栅格。

其总为浮点栅格。

Raster Dataset
cell_size
（可选）

将创建的输出栅格的像元大小。

此参数可以通过数值进行定义，也可以从现有栅格数据集获取。如果未将像元大小明确指定为参数值，则将使用环境像元大小值（如果已指定）；否则，将使用其他规则通过其他输出计算像元大小。有关详细信息，请参阅用法。

Analysis Cell Size
spline_type
（可选）

要使用的样条函数法类型。

  • REGULARIZED —产生平滑的表面和平滑的一阶导数。
  • TENSION —根据建模现象的特征调整插值的硬度。
String
weight
（可选）

影响表面插值特征的参数。

使用 REGULARIZED 选项时，它定义曲率最小化表达式中表面的三阶导数的权重。如果使用 TENSION 选项，它将定义张力的权重。

默认权重为 0.1。

Double
number_points
（可选）

用于局部近似的每个区域的点数。

默认值为 12。

Long

代码示例

Spline 示例 1（Python 窗口）

该示例输入一个点 shapefile，然后通过对表面插值，输出得到 TIFF 栅格。

import arcpy
from arcpy import env  
env.workspace = "C:/data"
arcpy.Spline_3d("ozone_pts.shp", "ozone", "C:/output/splineout.tif",
                 2000, "REGULARIZED", 0.1)
Spline 示例 2（独立脚本）

该示例输入一个点 shapefile，然后通过对表面插值，输出得到 Grid 栅格。

# Name: Spline_3d_Ex_02.py
# Description: Interpolate a series of points onto a rectangular
#              raster using a minimum curvature spline technique.
# Requirements: 3D Analyst Extension

# Import system modules
import arcpy
from arcpy import env

# Set environment settings
env.workspace = "C:/data"

# Set local variables
inPointFeatures = "ca_ozone_pts.shp"
zField = "ozone"
outRaster = "C:/output/splineout"
cellSize = 2000.0
splineType = "REGULARIZED"
weight = 0.1

# Check out the ArcGIS 3D Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("3D")

# Execute Spline
arcpy.Spline_3d(inPointFeatures, zField, outRaster, cellSize, 
                splineType, weight)

环境

许可信息

  • Basic: 需要 3D Analyst 或 Spatial Analyst
  • Standard: 需要 3D Analyst 或 Spatial Analyst
  • Advanced: 需要 3D Analyst 或 Spatial Analyst

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