حساب الحواجز في حسابات المسافة

الحاجز عبارة عن عائق موجود بين الموقعين اللذين تحسب المسافة لهما. يمكن أن تكون الحواجز عبارة عن معالم مثل بحيرة أو طريق سريع مقسم أو سلسلة جبال. يتم تغيير مسافة الخط المستقيم عند وجود حاجز. قد ترغب في معرفة أقصر مسافة ممكنة بين مواقعك بعد حساب المسافة الإضافية اللازمة للالتفاف حول الحاجز.

عند وجود حاجز في الطريق، يجب على المسافر التحرك حوله.

يمكنك ضبط مسافة الخط المستقيم بتضمين الحواجز ودمج مسافة السطح الفعلية التي يتم قطعها. بمجرد تحديد مسافة الخط المستقيم المعدلة، يمكن التحكم في معدل قطع تلك المسافة من خلال سطح التكلفة وخصائص المصدر والعامل الرأسي والعامل الأفقي. إذا تم تحديد أي من عوامل المعدل هذه بحاجز، فسيكون الالتفاف حول الحاجز هو أقل مسافة تكلفة بين المواقع.

أمثلة على استخدام الحاجز

يمكن استخدام الحواجز للمساعدة في حل سيناريوهات مختلفة، مثل ما يلي:

• في دراسة الحياة البرية، تحديد المسافة بين بقعتين من الموائل مع وجود بحيرة بينهما.
• تحدد أقصر مسافة لسير القارب بين مرفأين عند وجود شبه جزيرة بينهما.
• تحديد مسار للمشي لمسافات طويلة في منطقة يوجد بها منحدر شديد الانحدار تحتاج إلى التنقل حوله.
• تحديد مسار الرحلة الذي يجب أن تسلكه الطائرة عندما تكون هناك عاصفة بينها وبين وجهتها.

ضبط تحليل مسافة الخط المستقيم بالحواجز

Distance analysis can be divided conceptually into the following related functional areas:

• احسب مسافة الخط المستقيم، واضبط بشكل اختياري الحسابات باستخدام حاجز أو البيانات النقطية للسطح.
• Optionally determine the rate the distance will be encountered using a cost surface, source characteristics, vertical factor, and horizontal factor. Create the accumulative distance raster.
• Connect regions over the resulting accumulative distance surface using an optimal network, specific paths, or a corridor.

من المنطقة الوظيفية الأولى، يتم ضبط مسافة الخط المستقيم بالحواجز كما هو موضح أدناه. يتضمن السيناريو مجموعة من أربع محطات حراسة غابات (نقاط أرجوانية)، وبعض الأنهار (خطوط زرقاء).

تحدد نتيجة مسافة الخط المستقيم المسافة من كل خلية بدون مصدر إلى أقرب محطة حارس غابات.

يتم عرض مسافة الخط المستقيم من كل خلية بدون مصدر إلى أقرب محطة حارس غابات. الأنهار معروضة.

تقوم الحواجز بضبط مسافة الخط المستقيم لأن المسافر يحتاج إلى التحرك حولها.

لا يمكن لحراس الغابات عبور الأنهار لذا تعمل الأنهار كحواجز. لاحظ أن المسافة تزداد على الجانب الآخر من الحواجز.

اتجاه مصدر الخط المستقيم والبيانات النقطية للاتجاه الخلفي تكون هي نفسها عندما لا تكون هناك حواجز.

تشير البيانات النقطية لاتجاه المصدر إلى الاتجاه إلى أقرب محطة حارس غابات. تستند الاتجاهات إلى اتجاهات البوصلة (من 0 إلى 360 درجة).

تحدد البيانات النقطية للاتجاه الخلفي، لكل خلية، اتجاه التحرك من الخلية للعودة إلى أقرب مصدر. عندما يتم وضع الحواجز، يجب على المسافر التحرك حولها.

يتم عرض البيانات النقطية للاتجاه الخلفي مع دمج حواجز التدفق. يجب تغيير قيم اتجاه المصدر في البيانات النقطية السابقة للسماح للمسافر بالالتفاف حول الأنهار.

إنشاء البيانات النقطية للمسافة مع الحواجز

لإنشاء البيانات النقطية للمسافة تتضمن حواجز، أكمل الخطوات التالية:

1. افتح أداة تراكم المسافة.
2. قم بتوفير المصدر في معلمة البيانات النقطية للإدخال أو بيانات مصدر المعلم.
3. قم بتسمية البيانات النقطية للمسافة الناتجة.
4. حدد الحاجز في معلمة البيانات النقطية لحاجز الإدخال أو بيانات المعلم.
5. حدد أي معلمات ضرورية أخرى.
6. انقر على تشغيل.

تؤثر الحواجز على حساب المسافة

توفر الأقسام أدناه معلومات حول ضبط مسافة الخط المستقيم بالحواجز باستخدام أداة تراكم المسافة.

تحديد حاجز

يمكن أن يغير الحاجز حسابات المسافة إذا كنت بحاجة إلى الالتفاف حوله. تشمل أمثلة الحواجز بحيرة أو طريق سريع مقسم أو سلسلة جبال أو نهر أو منحدر. هناك معلمة إدخال يمكنك استخدامها لتحديد أماكن وجود الحواجز، سواء كانت معلمًا أو بيانات نقطية. إذا كان إدخال هذه المعلمة عبارة عن تصنيف معالم، فسيتم تحويلها إلى بيانات نقطية عند تشغيل الأداة.

يمكنك تحديد الحواجز بطرق أخرى أيضًا. إذا تم توفير البيانات النقطية للسطح أو سطح التكلفة أو البيانات النقطية للعامل الرأسي أو البيانات النقطية للعامل الأفقي، فإن خلايا NoData في أي من هذه البيانات النقطية تعتبر حواجز. إذا تم تعيين بيئة Mask ، فإن المواقع الموجودة خارج المنطقة التي يغطيها القناع - خلايا NoData - تعتبر أيضًا حواجز. في جميع الأحوال، تمنع الحواجز الحركة. عند الضرورة، ستتم زيادة سماكة جميع الحواجز قليلاً لمنع أي تشققات من السماح بالحركة عبر هذا الحاجز. راجع قسم زيادة سماكة الحواجز لمنع التشققات أدناه لمعرفة المزيد.

للتلخيص، يُسمح بالسفر عبر المواقع التي تحتوي على قيم صالحة للبيانات النقطية للسطح المدخلة والبيانات النقطية لسطح التكلفة والبيانات النقطية للعامل الرأسي والبيانات النقطية للعامل الأفقي، وكذلك عبر المواقع الموجودة داخل منطقة القناع المحددة في بيئة التحليل إذا كانت محددة. لا يُسمح بالسفر عبر المواقع المحددة بواسطة إدخال الحاجز، أو عبر المواقع التي تقع خارج منطقة القناع (خلايا NoData)، أو عبر أي موقع يكون فيه للبيانات النقطية للسطح، أو للبيانات النقطية لسطح التكلفة، أو للبيانات النقطية للعامل الرأسي، أو للبيانات النقطية للعامل الأفقي قيمة NoData.

تؤثر الحواجز على البيانات النقطية للمسافة الناتجة

تتأثر البيانات النقطية التي تنتج عند إجراء تحليل المسافة بالحواجز:

• البيانات النقطية لتراكم المسافة
• البيانات النقطية للاتجاه الخلفي
• البيانات النقطية لاتجاه المصدر

البيانات النقطية لتراكم المسافة

لكل خلية بدون مصدر، تحسب البيانات النقطية لتراكم مسافة الإخراج المسافة التراكمية إلى أقرب مصدر أو المصدر الأقل تكلفة. إذا تم تحديد إدخال حاجز، فإن قيم المسافة تمثل الالتفاف حول خلايا الحاجز.

مثال على ذلك هو تحديد موقع مجمع بناء جديد يفضل فيه القرب من خطوط الكهرباء الحالية. في الصورة التالية، يتم عرض المسافة من كل خلية بدون مصدر إلى أقرب خط طاقة (الخطوط الزرقاء). لم يتم تحديد مدخلات حاجز. يتم عرض البيانات النقطية للمسافة الناتجة، حيث يشير اللون الأخضر إلى المواقع الأقرب.

مسافة الخط المستقيم من خطوط الطاقة. لكل خلية، يتم حساب مسافة الخط المستقيم لأقرب جزء من خط الطاقة.

بسبب القيود المحلية، لا يمكن لخطوط الطاقة الجديدة أن تتجاوز قمم سلاسل الجبال. توضح الصورة التالية تأثير إضافة خط سلاسل جبلية (الخط الأرجواني) كحاجز. لاحظ أن المواقع الموجودة على الجانب الآخر من خط السلاسل الجبلية الآن أبعد (باللون البني الفاتح) عن خطوط الطاقة بسبب المسافة الإضافية اللازمة للتنقل حول خط السلاسل الجبلية.

يتم ضبط مسافة الخط المستقيم لحساب المسافة الإضافية اللازمة للتحرك حول الحاجز.

ملاحظة:‏

إذا تسبب الحاجز في فصل أي مواقع عن المصدر، فلن يتم حساب مسافة للخلايا غير المتصلة.

البيانات النقطية للاتجاه الخلفي والبيانات النقطية لاتجاه المصدر

يتيح لك تراكم المسافة أيضًا إنشاء بيانات نقطية للاتجاه الخلفي وبيانات نقطية لاتجاه المصدر. لكل خلية بدون مصدر، تحدد البيانات النقطية للاتجاه الخلفي الاتجاه الذي تسلكه عند مغادرة الخلية بدون مصدر للعودة إلى أقرب مصدر أو المصدر الأقل تكلفة.

لكل خلية بدون مصدر، تحدد البيانات النقطية لاتجاه المصدر الاتجاه إلى أقرب خلية مصدر أو أقلها تكلفة. إذا لم تكن هناك حواجز عند حساب مسافة الخط المستقيم، فإن هذين المخرجين يكونان متماثلين؛ وفي وجود الحواجز لا يكونا متماثلين.

تستخدم البيانات النقطية للاتجاه الخلفي والبيانات النقطية لاتجاه المصدر نفس القواعد كبوصلة. يكون نطاق القيم من 0 درجة إلى 360 درجة، مع 0 مخصص لخلايا المصدر. بسبب الشرق، إلى اليمين، 90، والقيم تزداد في اتجاه عقارب الساعة، بحيث يكون 180 جنوبًا و270 غربًا و360 شمالًا. تقوم البيانات النقطية الاثنتان بالإبلاغ عن الاتجاه الفعلي، حيث تقوم البيانات النقطية للاتجاه الخلفي بالإبلاغ عن الدرجات كقيم نقطة طافية وتبلغ البيانات النقطية لاتجاه المصدر عنها كأعداد صحيحة.

فيما يلي توضيح للفرق بين ناتج الاتجاه الخلفي واتجاه المصدر، على سبيل المثال، عند حساب مسافة السفر لقارب الكاياك للوصول إلى وجهة ما (شركة جيم لتأجير قوارب الكاياك) عند وجود شبه جزيرة من الأرض بين قوارب الكاياك والوجهة. تصبح شبه الجزيرة حاجزًا أمام الكاياك (المسافر). في الصورة أدناه، في البيانات النقطية للاتجاه الخلفي، تخزن كل خلية الاتجاه الذي يجب أن يتحرك فيه الكاياك خارج الخلية ليعود مرة أخرى إلى شركة جيم لتأجير قوارب الكاياك، حيث يجب أن يلتف القارب حول الأرض. يشار إلى هذه الحركة الاتجاهية للخلايا التمثيلية بالأسهم الزرقاء الداكنة. في البيانات النقطية لاتجاه المصدر، تخزن كل خلية اتجاه الخط المستقيم مرة أخرى إلى شركة جيم لتأجير قوارب الكاياك. يشار إلى هذا الاتجاه بالأسهم ذات اللون الأزرق الفاتح. الاتجاهان مختلفان. توجه الأسهم ذات اللون الأزرق الداكن القارب حول شبه الجزيرة، بينما تشير الأسهم ذات اللون الأزرق الفاتح إلى اتجاه الخط المستقيم للعودة إلى شركة جيم لتأجير قوارب الكاياك من أي مكان بغض النظر عن شبه الجزيرة.

توجد زوارق الكاياك الخاصة بجيم في الزاوية اليسرى السفلية من الصورة (النقطة البرتقالية). الساحل والمضلع الأصفر عبارة عن حواجز. بالنسبة لمجموعة عينة من الخلايا، يتم عرض قيمة الاتجاه الخلفي (الأزرق الداكن) وقيمة اتجاه المصدر (الأزرق الفاتح). يشير المضلع الأصفر إلى مواقع رسو القوارب التي يجب على قوارب الكاياك تجنبها.

من الاستخدامات الهامة للبيانات النقطية للاتجاه الخلفي إنشاء أقصر المسارات من الوجهة إلى أقرب مصدر لها. في الصورة أدناه، كانت البيانات النقطية الناتجة للاتجاه الخلفي هي إدخال إلى أداة المسار الأمثل كخط لتحديد أقصر مسار يجب أن يسلكه الكاياك (النقطة الأرجوانية) حول شبه الجزيرة (الحاجز)، وتجنب مراسي القوارب (المضلع الأصفر) للعودة إلى منطقة تأجير قوارب الكاياك.

تستخدم أداة المسار الأمثل كخط ناتج مسافة الخط المستقيم وناتج الاتجاه الخلفي لإنشاء أقصر مسارات متعددة الخطوط إلى المصدر، مع تجنب الحواجز.

يمكن أن تغير الحواجز أقرب مصدر أو المصدر الأقل تكلفة

عند إضافة حواجز، يمكنها تغيير أي خلية مصدر هي الأقرب للوصول إليها أو الأقل تكلفة. على سبيل المثال، في الصورة الأولى أدناه، يوجد مصدران، S1 و S2. أقرب مصدر للخلية بدون مصدر x هو المصدر S1.

في الخلية بدون المصدر x، أقرب خلية مصدر هي S1 ويتم تخزين القيمة 180 في موقع x في خريطة اتجاه الإخراج.

في الصورة التالية تمت إضافة حاجز أفقي. أقرب مصدر إلى x هو الآن المصدر S2 (كما هو موضح بالمسار الرمادي الفاتح حول الطرف الأيمن من الحاجز).

مع وجود حاجز (الخط الأفقي الرمادي الغامق)، فإن أقرب خلية مصدر إلى x هي الآن S2. يختلف الاتجاه مباشرة إلى S2 عن الاتجاه الخلفي المتخذ عند اتباع أقصر طريق.

نتيجة لذلك، يمكن أن يؤدي وجود الحواجز إلى تغيير قيم الإخراج للخلايا في البيانات النقطية للاتجاه الخلفي. في هذا المثال، ستكون القيمة المخصصة لـ x في البيانات النقطية للاتجاه الخلفي بدون الحاجز هي 180.0. في وجود الحاجز، سيكون الاتجاه الخلفي لـ x هو 121.5.

بالنسبة إلى البيانات النقطية لاتجاه المصدر، فإن أقرب مصدر للخلية x بدون الحاجز هو S1، جنوبًا، في اتجاه 180 درجة. عند إضافة الحاجز الأفقي، يكون اتجاه المصدر المعين لـ x حوالي 135 درجة (السهم الأزرق الفاتح)، وهو اتجاه الخط المستقيم من x إلى المصدر S2، وليس اتجاه المسار. نتيجة للحاجز، يختلف الاتجاه الخلفي واتجاه المصدر من x إلى S2.

ستتغير قيمة x في البيانات النقطية لتخصيص المسافة الناتجة من S1 بدون حاجز إلى S2 مع وجود حاجز.

إذا تم توفير سطح التكلفة والحاجز، فإن السيناريوهات الثلاثة التالية ممكنة للقيمة المعينة للخلية بدون المصدر x:

1. إذا كان S1 هو المصدر الأقل تكلفة بدون الحاجز، مع وجود حاجز، يصبح S2 هو المصدر الأقل تكلفة بتكلفة تراكمية أكبر من القيمة المخصصة لـ S1.
2. إذا كان S2 هو المصدر الأقل تكلفة بدون الحاجز، فإن المصدر S2 يكون أرخص في البداية للوصول إليه من S1. في حالة وجود حاجز، لا يزال S2 هو المصدر الأقل تكلفة للوصول إليه ولكن التكلفة الإجمالية التراكمية تزداد.
3. كان S2 هو المصدر الأقل تكلفة بدون الحاجز، لكن المسار للوصول إلى S2 لا يمر بالقرب من الحاجز. مع هذا الحاجز، تظل التكلفة التراكمية لـ S2 كما هي. لم يكن للحاجز أي تأثير.

مع سطح التكلفة، ستتغير البيانات النقطية لاتجاه المصدر إذا تغير المصدر الأقل تكلفة لـ x من S1 إلى S2. ومع ذلك، إذا كان S2 هو المصدر الأقل تكلفة في البداية، فسيظل اتجاه المصدر لـ x كما هو.

زيادة سُمك الحواجز لمنع التشققات

يمكن تمثيل الحاجز كمعلم خطي، مثل طريق أو نهر. في هذه الحالة، يجب تنقيط المعلم الخطي قبل تنفيذ عملية المسافة. كبيانات نقطية، سيكون المعلم الخطي بسمك خلية واحدة فقط. في حين سيتم الحفاظ على طبيعة الحاجز حيث يكون أفقيًا أو رأسيًا تمامًا، فقد يكون قطريًا. في هذه الحالة، من الممكن هندسيًا أن يتسلل المتنقل عبر ما يصل إلى الشقوق في الحاجز.

لمنع ذلك، تعمل أداتي تراكم المسافة وتخصيص المسافة تلقائيًا على زيادة سُمك الأقسام القطرية بمقدار خلية واحدة. نظرًا لأن المسافر يُمنع من المرور عبر الأقطار، فإن مدخلات الحاجز ستظل حاجزًا حقيقيًا.

يمكن للمسافر التسلل قطريًا من خلال الشقوق الموجودة في الحاجز (على اليسار). لمنع ذلك، تتم زيادة سُمك المقاطع القطرية للحواجز قليلاً (على اليمين).

إذا كان حاجز الإدخال عبارة عن بيانات نقطية، فإن عملية زيادة السماكة هذه تحدث أيضًا للخلايا القطرية التي يبلغ عرضها خلية واحدة.

الحواجز التي يتم تحديدها كمجموعة بيانات في معلمة الأداة يتم دمجها في سطح التكلفة، وعند الضرورة، تتم زيادة سماكة خلايا NoData في سطح التكلفة. نتيجة لذلك، تتم زيادة سماكة الحواجز بغض النظر عما إذا كانت محددة بواسطة مجموعة بيانات أو تم تعيين NoData لمواقعها في سطح التكلفة، مما يتجنب التشققات المحتملة.