تُرجع أداة الشكل الهندسي النطاقي معلومات تتعلق بالشكل الهندسي أو الشكل الخاص بكل نطاق في بيانات نقطية. لا يلزم أن يكون النطاق كيانًا واحدًا متصلًا؛ بل يمكن أن يتكون من عدد من المساحات (المناطق) غير المتصلة.
باستخدام أداة الشكل الهندسي النطاقي، يمكن حساب أربعة أنواع من الأشكال الهندسية، كما تحددها معلمة نوع الشكل الهندسي:
- المنطقة
مساحة كل نطاق.
- محيط الشكل
طول محيط كل نطاق.
- السمك
أعمق نقطة داخل النطاق بالنسبة إلى الخلايا المحيطة به.
- المركز المتوسط
تحدد موقع النقاط المركزية في كل نطاق.
تحسب أداة الشكل الهندسي النطاقي كجدول جميع قياسات الشكل الهندسي، لكنها تُرجع النتيجة على شكل جدول بدلاً من بيانات نقطية ناتجة.
تُعرض نتائج المخرجات لأنواع الشكل الهندسي التي تشمل المساحة والمحيط والسُمك بوحدات الخريطة. بالنسبة إلى نوع الشكل الهندسي "النقطة المركزية"، تُعرض القيم الناتجة للمحور الأساسي وأدنى محور بوحدات الخريطة أيضًا.
عندما تكون مجموعة بيانات النطاق مجموعة بيانات معالم، فسيتم تحويلها داخليًا إلى بيانات نقطية بدقة حجم الخلية الناتج.
قد يؤثر تغيير حجم الخلية في بيئة التحليل على القيم الناتجة بسبب إعادة أخذ العينة وأخطاء التقريب المتراكمة.
المنطقة
بالنسبة إلى كل نطاق في البيانات النقطية المدخلة، تحدد المساحة النطاقية إجمالي مساحة كل نطاق وتُعيّنها لكل خلية داخل النطاق في البيانات النقطية الناتجة. يتم حساب المساحة عن طريق ضرب عدد الخلايا التي تشكل النطاق في حجم الخلية الحالي.
سيتم حساب مساحة جميع النطاقات وجمعها معًا، بحيث يتم تعيين قيمة واحدة فقط للنطاق في الناتج.
يتم قياس المساحة بوحدات الخريطة المربعة.
مثال
يوضح الرسم التوضيحي التالي ناتج أداة الشكل الهندسي النطاقي عند تطبيقها على البيانات النقطية المدخلة مع تعيين نوع الشكل الهندسي على "المساحة" وحجم الخلية على 1:
محيط الشكل
يحدد المحيط النطاقي محيط كل نطاق في البيانات النقطية المدخلة ثم يُسند هذه القيمة إلى كل خلية داخل النطاق في البيانات النقطية الناتجة. يتم حساب محيط النطاق من خلال جمع أطوال الخلايا التي تشكل حدود النطاق. يُؤخذ في الاعتبار كل من الحدود الخارجية والحدود الداخلية (الفجوات) عند إجراء الحساب.
إذا كان النطاق يحتوي على عدة مناطق، فسيتم جمع محيطات كل المناطق معًا، بحيث يتم تعيين قيمة واحدة فقط للنطاق في الناتج.
يتم قياس قيمة المحيط بوحدات الخريطة الخطية.
مثال
يوضح الرسم التوضيحي التالي ناتج أداة الشكل الهندسي النطاقي عند تطبيقها على البيانات النقطية المدخلة مع تعيين نوع الشكل الهندسي على "المحيط":
السمك
تقوم تحليلات السُمك النطاقي بحساب أعمق النقاط أو أكثرها سُمكًا داخل كل نطاق بناءً على الخلايا المحيطة بها في البيانات النقطية المدخلة. وبشكل أساسي، يمثل هذا التحليل نصف قطر (بعدد الخلايا) لأكبر دائرة يمكن رسمها داخل كل نطاق دون أن تشمل أي خلايا خارج النطاق.
أولاً، يتم تحديد الخلايا الخارجية للنطاق. وبالانتقال إلى الداخل، يتم تحديد الخلايا المجاورة للخلايا الخارجية أولاً، ثم التي تليها، وهكذا، حتى يتم تحديد أعمق خلية داخل النطاق.
يتم حساب المسافة من مركز إحدى الخلايا الداخلية في النطاق إلى أقرب حافة (وليس مركز) لأقرب موقع لخلية محيطة.
يمكن حساب السُمك إما من الحدود الخارجية (الحافة الخارجية) للنطاق أو من حد داخلي (مثل إحدى الفجوات داخل النطاق).
المسافة بين خليتين متجاورتين داخل النطاق، واللتان تقعان في اتجاه أفقي أو رأسي بعضهما بالنسبة إلى بعض وداخليًا، تساوي 1 في حجم الخلية. إذا كانت هناك خليتان متجاورتان داخل النطاق في اتجاه قطري بعضهما بالنسبة إلى بعض، فإن المسافة بينهما تساوي 1.41421 مضروبًا في حجم الخلية تقريبًا. عندما تلامس خلية داخل النطاق خلية خارجه على حدود النطاق، يتم استخدام الصيغتين السابقتين نفسهما لحساب المسافة، ولكن يُقسم الناتج على 2. تُحسب المسافة من الخلايا الداخلية إلى أحد الحدود بشكل تراكمي.
عندما لا تكون المناطق داخل نطاق معين متصلة بعضها ببعض، فإن تحليل السُمك النطاقي يُرجع قيمة أعمق خلية موجودة داخل جميع المناطق غير المتصلة داخل ذلك النطاق.
إذا كان هناك حد أو أكثر من حدود المنطقة يلامس حدود البيانات النقطية أو نافذة التحليل، فسيتم تجاهل هذه الحدود في أثناء العمليات الحسابية. يتم تحديد السُمك فقط للخلايا الموجودة داخل نطاق البيانات النقطية أو نافذة التحليل.
تُعد قيم NoData داخل نطاق البيانات النقطية أو نافذة التحليل خلايا صالحة يمكن حساب سُمكها، ولكن لن يتم حساب السُمك لخلايا NoData نفسها. الخلايا التي تحتوي على NoData في البيانات المدخلة ستُنتج NoData في المخرجات.
مثال
يُبين الرسم التوضيحي التالي ناتج أداة الشكل الهندسي النطاقي عند تطبيقها على البيانات النقطية المدخلة مع تعيين نوع الشكل الهندسي على "السُمك":
فيما يتعلق بتأثير الحدود مع النطاقات 7 و-6 في المثال أعلاه: على الرغم من أن النطاقين لهما تكوين الخلايا نفسه، إلا أن النطاق 7 يبلغ سُمكه خلية ونصفًا، في حين أن النطاق -6 يبلغ سمكه نصف خلية فقط (كل خلية فيه تُعد خلية خارجية بالنسبة إلى النطاق).
تطبيقات
يُجيب تحليل السُمك النطاقي عن السؤال عن أبعد مسافة يمكنك الدخول إليها داخل نطاق معين، مثل الغابة، للوصول إلى أعمق نقطة فيها قبل أن تخرج منها.
يمكن استخدام السُمك النطاقي لتنقيح البيانات من خلال إزالة النطاقات الصغيرة أو الرفيعة التي قد تُشكل بيانات غير مرغوب فيها أو معلومات غير مهمة للتحليل. بمجرد تشغيل الأداة، يمكن استخدام الأدوات الموجودة في مجموعات الأدوات الشرطية والاستخراجية، من بين أدوات أخرى، لإزالة النطاقات التي يقل حجمها عن قيمة معينة أو سُمك معين. تشمل الخيارات المفيدة الأخرى لعملية تنقيح البيانات نواتج المساحة والمحيط، بالإضافة إلى أدوات التعميم مثل تنقيح الحدود وتصفية الأغلبية والتقليص.
المركز المتوسط
يقوم تحليل النقطة المركزية النطاقية بتقدير الشكل الهندسي لكل نطاق من خلال إنشاء قطع ناقص يتمركز عند النقطة المركزية للشكل المكاني الخاص بكل نطاق. يتم حساب القيمة الذاتية والمتجهات الذاتية لكل نطاق. يكون اتجاه القطع الناقص في اتجاه المتجه الذاتي الأول. تكون نسبة المحور الأساسي إلى أدنى محور للقطع الناقص مساوية لنسبة القيم الذاتية الخاصة بهما. تكون مساحة كل قطع ناقص مساوية لمساحة النطاق الذي يمثله.
سيتم العثور على نقطة مركزية لكل نطاق. يتم تعيين خلية البيانات النقطية الناتجة التي تقع فيها النقطة المركزية للنطاق على قيمة النطاق. بشكل عام، سيكون عدد الخلايا التي ليست من النوع NoData في البيانات النقطية الناتجة مساويًا لعدد النطاقات في البيانات النقطية المدخلة. ولكن، إذا وقعت نقطتان مركزيتان نطاقيتان أو أكثر داخل الخلية نفسها في البيانات النقطية الناتجة، فسيتم تعيين قيمة الخلية على قيمة أقل نطاق بين تلك النطاقات.
القطع الناقص
يحتوي جدول البيانات في البيانات النقطية الناتجة على عناصر إضافية تُستخدم لوصف شكل التقريب البيضاوي لكل نطاق. المعلمات التي تحدد شكل القطع الناقص وحجمه هي: المحور الأساسي وأدنى محور والتوجيه. دائمًا ما تُدرج هذه العناصر بعد عناصر القيمة والعدد في جدول البيانات. تكون مساحة كل قطع ناقص مساوية لمساحة النطاق الذي تم تخصيصها له.
- MAJORAXIS
طول المحور الأساسي. يتم قياسه بوحدات الخريطة.
- MINORAXIS
طول أدنى محور. يتم قياسه بوحدات الخريطة.
- ORIENTATION
يُعرف التوجيه بأنه الزاوية الموجودة فين محور x والمحور الأساسي للقطع الناقص. يتم قياس القيم بالدرجات، ويمكن أن تتراوح بين 0 و180 درجة. تزيد قيم زاوية التوجيه عكس اتجاه عقارب الساعة، بدءًا من 0 في الشرق (أفقي ناحية اليمين) وتتجه نحو 90 عندما يكون المحور الأساسي عموديًا. إذا تكونت منطقة معينة من خلية واحدة فقط أو إذا كانت المنطقة عبارة عن مجموعة واحدة لخلايا مربعة، يتم تعيين توجيه القطع الناقص—والذي يكون في هذه الحالة دائرة—على 90 درجة.
يُستخدم التحليل المعياري لتحديد معلمات القطع الناقص التي تصف جميع النطاقات. عادةً ما تُعرف هذه الآلية باسم القطع الناقص للانحراف المعياري، حيث تُستخدم إحداثيات مراكز الخلايا كنقاط يتم حساب التشتت بناءً عليها. يرجى الرجوع إلى المصدر الموجود في نهاية هذا المستند للحصول على وصف عام للعمليات الحسابية.
مثال
يوضح الرسم التوضيحي التالي ناتج أداة الشكل الهندسي النطاقي عند تطبيقها على البيانات النقطية المدخلة مع تعيين نوع الشكل الهندسي على "النقطة المركزية":
مراجع
Ebdon, D., Statistics in Geography. Blackwell, 2001.