Kerndichte (Spatial Analyst)

Zusammenfassung

Berechnet mit einer Kernel-Funktion eine Magnitude pro Flächeneinheit aus Punkt- oder Polylinien-Features, um für jeden Punkt bzw. jede Polylinie eine sanft abgeschrägte Oberfläche anzupassen. Eine Barriere kann dazu dienen, den Einfluss eines Features beim Berechnen der Kerndichte zu ändern.

Weitere Informationen zur Funktionsweise von "Kerndichte"

Abbildung

OutRas = KernelDensity(InPts, None, 30)

Verwendung

• Sehr große oder sehr kleine Werte im Parameter Feld mit Grundgesamtheit (population_field in Python) können zu Ergebnissen führen, die nicht auf den ersten Blick verständlich sind. Wenn der Mittelwert für das Feld mit Grundgesamtheit sehr viel größer als 1 ist (z. B. bei der Bevölkerung von Städten), ist der Standardsuchradius möglicherweise sehr gering, sodass die um die Eingabepunkt angeordneten Ringe sehr klein sind. Ist der Mittelwert für das Feld mit Grundgesamtheit dagegen wesentlich kleiner als 1, kann der berechnete Suchradius unverhältnismäßig groß scheinen. In diesen Fällen empfiehlt es sich, selbst einen Suchradius einzugeben.

• Der Parameter Ausgabe-Zellengröße kann über einen numerischen Wert definiert oder aus einem vorhandenen Raster-Dataset abgerufen werden. Wird die Zellengröße nicht explizit über den Parameterwert angegeben, wird sie aus der Umgebung Zellengröße abgeleitet, falls diese angegeben wurde. Wenn die Zellengröße nicht im Parameter oder in der Umgebung angegeben ist, wohingegen die Umgebung für das Fang-Raster festgelegt ist, wird die Zellengröße des Fang-Rasters verwendet. Wenn nichts angegeben ist, wird die Zellengröße aus der Breite oder Höhe der Ausdehnung (je nachdem was kürzer ist) berechnet, indem der Wert durch 250 dividiert wird. Dabei wird für die Ausdehnung das in der Umgebung angegebene Ausgabekoordinatensystem verwendet.

• Wenn die Zellengröße mit einem numerischen Wert angegeben ist, wird dieser direkt für das Ausgabe-Raster verwendet.

  Wenn die Zellengröße mit einem Raster-Dataset angegeben ist, wird für den Parameter anstelle des Wertes für die Zellengröße der Pfad des Raster-Datasets angezeigt. Die Zellengröße dieses Raster-Datasets wird direkt in der Analyse verwendet, sofern der Raumbezug des Datasets mit dem des Ausgabe-Raumbezugs übereinstimmt. Wenn der Raumbezug des Datasets nicht mit dem Ausgabe-Raumbezug übereinstimmt, wird er basierend auf dem für Projektionsmethode für Zellengröße angegebenen Wert projiziert.

• Größere Werte für den Suchradius (search_radius in Python) führen zu einem glatteren, stärker generalisierten Dichte-Raster. Kleinere Werte erzeugen ein Raster, in dem weitere Details angezeigt werden.

• Der Standardsuchradius wird anhand der räumlichen Konfiguration und der Anzahl der Eingabepunkte berechnet. Dadurch werden räumliche Ausreißer korrigiert – das sind Punkte, die sehr weit vom Rest entfernt liegen –, um zu verhindern, dass der Suchradius unnötig groß wird.

• Wenn die Maßstabsfaktoreinheiten für Flächeneinheiten im Verhältnis zu den Features (Entfernung zwischen Punkten oder Länge der Linienabschnitte, je nach Feature-Typ) klein sind, sind die Ausgabewerte möglicherweise klein. Um größere Werte zu erhalten, wählen Sie als Maßstabsfaktor für Flächeneinheiten eine größere Einheit (z. B. Quadratkilometer statt Quadratmeter) aus.

• Der Parameter Ausgabezellenwerte (out_cell_values in Python) gibt an, wofür die Werte im Ausgabe-Raster stehen. Wenn die Option Dichten ausgewählt ist, stellen die Ausgabewerte den Wert für die Kerndichte pro Flächeneinheit einer Zelle dar. Wenn die Option Erwartete Anzahl ausgewählt ist, stellen die Ausgabewerte die Kerndichte pro Zellenfläche dar. Die Gleichung zur Berechnung der Anzahl aus den Dichtewerten lautet "Anzahl = Dichte x Fläche".

• Die Option Planar des Parameters Methode (method in Python) eignet sich für Analysen auf lokaler Ebene mit einer Projektion, die die korrekte Entfernung und Fläche genau beibehält. Die Option Geodätisch eignet sich für Analysen auf regionaler oder größerer Ebene (z. B. bei Verwendung von Web Mercator oder eines beliebigen geographischen Koordinatensystems). Bei dieser Methode wird die Krümmung des Sphäroiden berücksichtigt, und die Daten in der Nähe der Pole und der internationalen Datumsgrenze werden richtig verarbeitet.

• Nur die Punkte oder die Teile einer Linie, die innerhalb der Nachbarschaft liegen, werden bei der Berechnung der Dichte berücksichtigt. Wenn keine Punkte oder Linienabschnitte in der Nachbarschaft einer bestimmten Zelle liegen, wird dieser Zelle der Wert "NoData" zugewiesen.

• Bei Datenformaten mit Unterstützung für NULL-Werte wie beispielsweise File-Geodatabase-Feature-Classes werden als Eingabe verwendete NULL-Werte ignoriert.

• Weitere Informationen zu den Geoverarbeitungsumgebungen für dieses Werkzeug finden Sie unter Analyseumgebungen und Spatial Analyst.

• Referenzliste:

  Silverman, B. W. Density Estimation for Statistics and Data Analysis. New York: Chapman and Hall, 1986.

Parameter

Dialogfeld

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Eingabe Punkt- oder Linien-Features	Die Eingabe-Features (Punkt oder Linie), für die die Dichte berechnet werden soll.	Feature Layer
Feld mit Grundgesamtheit	Das Feld, das die Gesamtheitswerte für die einzelnen Features angibt. Das "Feld mit Grundgesamtheit" ist die Anzahl oder Menge, die über die Landschaft verteilt werden soll, um eine kontinuierliche Oberfläche zu erstellen. Das Feld mit Grundgesamtheit kann sowohl Ganzzahl- als auch Gleitkommawerte enthalten. Die Optionen und das Standardverhalten des Feldes werden weiter unten aufgeführt. Wählen Sie NONE aus, wenn kein Element oder besonderer Wert verwendet und jedes Feature einmal gezählt wird. Wenn die Eingabe-Features Z-Werte enthalten, können Sie das Feld Shape verwenden. Andernfalls lautet die Standardeinstellung POPULATION. Darüber hinaus gelten möglicherweise die folgenden Bedingungen: Wenn das Feld POPULATION nicht vorhanden ist, jedoch ein Feld namens POPULATIONabcd, wird dieses standardmäßig verwendet. Dabei steht "abcd" für beliebige gültige Zeichen, z. B. POPULATION6, POPULATION1974 oder POPULATIONROADTYPE. Wenn keines der Felder POPULATION oder POPULATIONabcd vorhanden ist, jedoch ein Feld namens POP, wird standardmäßig das Feld POP verwendet. Wenn keines der Felder POPULATION, POPULATIONabcd oder POP vorhanden ist, jedoch ein Feld namens POPabcd, wird standardmäßig das Feld POPabcd verwendet. Wenn keines der Felder POPULATION, POPULATIONabcd, POP oder POPabcd vorhanden ist, wird standardmäßig NONE verwendet.	Field
Ausgabe-Zellengröße (optional)	Die Zellengröße des zu erstellenden Ausgabe-Rasters. Dieser Parameter kann über einen numerischen Wert definiert oder aus einem vorhandenen Raster-Dataset abgerufen werden. Wenn die Zellengröße nicht explizit über den Parameterwert angegeben wurde, wird der Wert für die Zellengröße aus der Umgebung verwendet, sofern diese angegeben wurde. Andernfalls wird die Zellengröße mithilfe zusätzlicher Regeln aus den anderen Eingaben berechnet. Weitere Details finden Sie im Abschnitt mit den Verwendungshinweisen.	Analysis Cell Size
Suchradius (optional)	Der Suchradius, innerhalb dessen die Dichte berechnet wird. Die Einheit basiert auf der linearen Einheit der Projektion des Ausgaberaumbezugs. Wenn beispielsweise als Einheit Meter verwendet wird und Sie alle Features innerhalb eines Umkreises von einer Meile einschließen möchten, legen Sie einen Suchradius von 1609,344 (1 Meile = 1609,344 Meter) fest. Der Standardsuchradius wird speziell für das Eingabe-Dataset berechnet. Dabei kommt eine räumliche Variante der Faustregel von Silverman (Silverman 1986) zum Einsatz, die räumliche Ausreißer (d. h. Punkte, die sich weit von den restlichen Punkten entfernt befinden) korrigiert. Eine Beschreibung des Algorithmus finden Sie in den Verwendungshinweisen.	Double
Flächeneinheiten (optional)	Gibt die Flächeneinheiten für die Ausgabedichtewerte an. Die Standardeinheit ergibt sich aus der linearen Einheit des Ausgabe-Raumbezugs. Sie können diese Einstellung in die gewünschte Einheit ändern, um die Dichteausgabe zu konvertieren. Bei Werten für die Liniendichte werden die Einheiten von Länge und Fläche gleichermaßen konvertiert. Wurde kein Ausgabe-Raumbezug angegeben, ist dieser mit der Eingabe-Feature-Class identisch. Die Standardeinheiten der Ausgabedichte ergeben sich aus den linearen Einheiten des Ausgabe-Raumbezugs. Sind die linearen Ausgabeeinheiten in Meter angegeben, wird als Ausgabeflächendichte-Einheit Quadratkilometer festgelegt, sodass für Punkt-Features Quadratkilometer oder für Polylinien-Features Kilometer pro Quadratkilometer ausgegeben werden. Sind die linearen Ausgabeeinheiten in Fuß angegeben, wird als Ausgabeflächendichte-Einheit Quadratmeilen festgelegt. Sind die linearen Ausgabeeinheiten weder in Meter noch in Fuß angegeben, wird als Ausgabeflächendichte-Einheit Quadrat-Karteneinheiten festgelegt. Das heißt, die Einheiten der Ausgabedichte entsprechen dem Quadrat der linearen Einheiten des Ausgabe-Raumbezugs. Sind die linearen Ausgabeeinheiten beispielsweise in Zentimeter angegeben, wird als Ausgabeflächendichte-Einheit Quadrat-Karteneinheiten festgelegt, hier also Quadratzentimeter. Sind die linearen Ausgabeeinheiten in Kilometer angegeben, wird als Ausgabeflächendichte-Einheit Quadrat-Karteneinheiten festgelegt, hier also Quadratkilometer. Die verfügbaren Optionen und die entsprechenden Ausgabedichte-Einheiten lauten wie folgt: Quadrat-Karteneinheiten—Es wird das Quadrat der linearen Einheiten des Ausgabe-Raumbezugs verwendet. Quadratmeilen—Es werden Meilen (US) verwendet. Quadratkilometer—Es werden Kilometer verwendet. Acres—Es werden Acres (US) verwendet. Hektar—Es werden Hektar verwendet. Quadratyard—Es werden Yards (US) verwendet. Quadratfuß—Es werden Fuß (US) verwendet. Quadratzoll—Es werden Zoll (US) verwendet. Quadratmeter—Es werden Meter verwendet. Quadratzentimeter—Es werden Zentimeter verwendet. Quadratmillimeter—Es werden Millimeter verwendet.	String
Ausgabezellenwerte (optional)	Legt fest, wofür die Werte im Ausgabe-Raster stehen. Da der Zellwert sich auf die angegebene Zellengröße bezieht, ist ein Resampling des ausgegebenen Rasters bei einer anderen Zellengröße nicht möglich. Dichten—Die Ausgabewerte stellen den Wert für die berechnete Dichte pro Flächeneinheit einer Zelle dar. Dies ist die Standardeinstellung. Erwartete Anzahl—Die Ausgabewerte stellen den Wert für die berechnete Dichte pro Zellenfläche dar.	String
Methode (optional)	Gibt an, ob die Methode des kürzesten Pfades für einen Sphäroiden (geodätisch) oder eine Ebene (planar) verwendet werden soll. Bei der geodätischen Methode werden nur Punkte als Eingabe-Features unterstützt. Planar—Es wird die planare Entfernung zwischen den Features verwendet. Dies ist die Standardeinstellung. Geodätisch—Es wird die geodätische Entfernung zwischen den Features verwendet.	String
Eingabe-Barrieren-Features (optional)	Das Dataset, das die Barrieren definiert. Die Barrieren können Feature-Layer mit Polylinien- oder Polygon-Features sein.	Feature Layer

Rückgabewert

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Ausgabe-Raster	Das Ausgabe-Raster für "Kerndichte". Es handelt sich stets um ein Gleitkomma-Raster.	Raster

Python

KernelDensity(in_features, population_field, {cell_size}, {search_radius}, {area_unit_scale_factor}, {out_cell_values}, {method}, {in_barriers})

Name	Erläuterung	Datentyp
in_features	Die Eingabe-Features (Punkt oder Linie), für die die Dichte berechnet werden soll.	Feature Layer
population_field	Das Feld, das die Gesamtheitswerte für die einzelnen Features angibt. Das "Feld mit Grundgesamtheit" ist die Anzahl oder Menge, die über die Landschaft verteilt werden soll, um eine kontinuierliche Oberfläche zu erstellen. Das Feld mit Grundgesamtheit kann sowohl Ganzzahl- als auch Gleitkommawerte enthalten. Die Optionen und das Standardverhalten des Feldes werden weiter unten aufgeführt. Wählen Sie NONE aus, wenn kein Element oder besonderer Wert verwendet und jedes Feature einmal gezählt wird. Wenn die Eingabe-Features Z-Werte enthalten, können Sie das Feld Shape verwenden. Andernfalls lautet die Standardeinstellung POPULATION. Darüber hinaus gelten möglicherweise die folgenden Bedingungen: Wenn das Feld POPULATION nicht vorhanden ist, jedoch ein Feld namens POPULATIONabcd, wird dieses standardmäßig verwendet. Dabei steht "abcd" für beliebige gültige Zeichen, z. B. POPULATION6, POPULATION1974 oder POPULATIONROADTYPE. Wenn keines der Felder POPULATION oder POPULATIONabcd vorhanden ist, jedoch ein Feld namens POP, wird standardmäßig das Feld POP verwendet. Wenn keines der Felder POPULATION, POPULATIONabcd oder POP vorhanden ist, jedoch ein Feld namens POPabcd, wird standardmäßig das Feld POPabcd verwendet. Wenn keines der Felder POPULATION, POPULATIONabcd, POP oder POPabcd vorhanden ist, wird standardmäßig NONE verwendet.	Field
cell_size (optional)	Die Zellengröße des zu erstellenden Ausgabe-Rasters. Dieser Parameter kann über einen numerischen Wert definiert oder aus einem vorhandenen Raster-Dataset abgerufen werden. Wenn die Zellengröße nicht explizit über den Parameterwert angegeben wurde, wird der Wert für die Zellengröße aus der Umgebung verwendet, sofern diese angegeben wurde. Andernfalls wird die Zellengröße mithilfe zusätzlicher Regeln aus den anderen Eingaben berechnet. Weitere Details finden Sie im Abschnitt mit den Verwendungshinweisen.	Analysis Cell Size
search_radius (optional)	Der Suchradius, innerhalb dessen die Dichte berechnet wird. Die Einheit basiert auf der linearen Einheit der Projektion des Ausgaberaumbezugs. Wenn beispielsweise als Einheit Meter verwendet wird und Sie alle Features innerhalb eines Umkreises von einer Meile einschließen möchten, legen Sie einen Suchradius von 1609,344 (1 Meile = 1609,344 Meter) fest. Der Standardsuchradius wird speziell für das Eingabe-Dataset berechnet. Dabei kommt eine räumliche Variante der Faustregel von Silverman (Silverman 1986) zum Einsatz, die räumliche Ausreißer (d. h. Punkte, die sich weit von den restlichen Punkten entfernt befinden) korrigiert. Eine Beschreibung des Algorithmus finden Sie in den Verwendungshinweisen.	Double
area_unit_scale_factor (optional)	Gibt die Flächeneinheiten für die Ausgabedichtewerte an. Die Standardeinheit ergibt sich aus der linearen Einheit des Ausgabe-Raumbezugs. Sie können diese Einstellung in die gewünschte Einheit ändern, um die Dichteausgabe zu konvertieren. Bei Werten für die Liniendichte werden die Einheiten von Länge und Fläche gleichermaßen konvertiert. Wurde kein Ausgabe-Raumbezug angegeben, ist dieser mit der Eingabe-Feature-Class identisch. Die Standardeinheiten der Ausgabedichte ergeben sich aus den linearen Einheiten des Ausgabe-Raumbezugs. Sind die linearen Ausgabeeinheiten in Meter angegeben, wird als Ausgabeflächendichte-Einheit Quadratkilometer festgelegt, sodass für Punkt-Features Quadratkilometer oder für Polylinien-Features Kilometer pro Quadratkilometer ausgegeben werden. Sind die linearen Ausgabeeinheiten in Fuß angegeben, wird als Ausgabeflächendichte-Einheit Quadratmeilen festgelegt. Sind die linearen Ausgabeeinheiten weder in Meter noch in Fuß angegeben, wird als Ausgabeflächendichte-Einheit Quadrat-Karteneinheiten festgelegt. Das heißt, die Einheiten der Ausgabedichte entsprechen dem Quadrat der linearen Einheiten des Ausgabe-Raumbezugs. Sind die linearen Ausgabeeinheiten beispielsweise in Zentimeter angegeben, wird als Ausgabeflächendichte-Einheit Quadrat-Karteneinheiten festgelegt, hier also Quadratzentimeter. Sind die linearen Ausgabeeinheiten in Kilometer angegeben, wird als Ausgabeflächendichte-Einheit Quadrat-Karteneinheiten festgelegt, hier also Quadratkilometer. Die verfügbaren Optionen und die entsprechenden Ausgabedichte-Einheiten lauten wie folgt: SQUARE_MAP_UNITS—Es wird das Quadrat der linearen Einheiten des Ausgabe-Raumbezugs verwendet. SQUARE_MILES—Es werden Meilen (US) verwendet. SQUARE_KILOMETERS—Es werden Kilometer verwendet. ACRES—Es werden Acres (US) verwendet. HECTARES—Es werden Hektar verwendet. SQUARE_YARDS—Es werden Yards (US) verwendet. SQUARE_FEET—Es werden Fuß (US) verwendet. SQUARE_INCHES—Es werden Zoll (US) verwendet. SQUARE_METERS—Es werden Meter verwendet. SQUARE_CENTIMETERS—Es werden Zentimeter verwendet. SQUARE_MILLIMETERS—Es werden Millimeter verwendet.	String
out_cell_values (optional)	Legt fest, wofür die Werte im Ausgabe-Raster stehen. DENSITIES—Die Ausgabewerte stellen den Wert für die berechnete Dichte pro Flächeneinheit einer Zelle dar. Dies ist die Standardeinstellung. EXPECTED_COUNTS—Die Ausgabewerte stellen den Wert für die berechnete Dichte pro Zellenfläche dar. Da der Zellwert sich auf die angegebene Zellengröße bezieht, ist ein Resampling des ausgegebenen Rasters bei einer anderen Zellengröße nicht möglich.	String
method (optional)	Gibt an, ob die Methode des kürzesten Pfades für einen Sphäroiden (geodätisch) oder eine Ebene (planar) verwendet werden soll. PLANAR—Es wird die planare Entfernung zwischen den Features verwendet. Dies ist die Standardeinstellung. GEODESIC—Es wird die geodätische Entfernung zwischen den Features verwendet. Bei der geodätischen Methode werden nur Punkte als Eingabe-Features unterstützt.	String
in_barriers (optional)	Das Dataset, das die Barrieren definiert. Die Barrieren können Feature-Layer mit Polylinien- oder Polygon-Features sein.	Feature Layer

Rückgabewert

Name	Erläuterung	Datentyp
out_raster	Das Ausgabe-Raster für "Kerndichte". Es handelt sich stets um ein Gleitkomma-Raster.	Raster

Codebeispiel

KernelDensity: Beispiel 1 (Python-Fenster)

In diesem Beispiel wird ein geglättetes Dichte-Raster aus einem Punkt-Shapefile berechnet.

from arcpy import env
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
outKDens = KernelDensity("rec_sites.shp", "", 45, 1200, "SQUARE_KILOMETERS",
                         "", "GEODESIC")
outKDens.save("C:/sapyexamples/output/KD_out.tif")

KernelDensity: Beispiel 2 (eigenständiges Skript)

In diesem Beispiel wird ein geglättetes Dichte-Raster aus einem Punkt-Shapefile berechnet.

# Name: KernelDensity_Ex_02.py
# Description: Calculates the ozone concentration pattern divided by
#              Sierra Nevada Mountain in California
#              based on the point samples using a kernel function to
#              fit a smoothly tapered surface.
# Requirements: Spatial Analyst Extension

# Import system modules
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *

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

# Set local variables
inFeatures = "ozone_california.shp"
populationField = "OZONE"
cellSize = 60
searchRadius = 2500
inBarriers = "SierraNevada.shp"

# Execute KernelDensity
outKernelDensity = KernelDensity(inFeatures, populationField, cellSize, searchRadius,
                                 "SQUARE_KILOMETERS", "DENSITIES", "PLANAR", inBarriers)

# Save the output 
outKernelDensity.save("C:/sapyexamples/output/KD_ozone_california.tif")

Umgebungen

Auto-Commit, Zellengröße, Projektionsmethode für Zellengröße, Aktueller Workspace, Ausdehnung, Geographische Transformationen, Maske, Ausgabe-CONFIG-Schlüsselwort, Ausgabe-Koordinatensystem, Faktor für parallele Verarbeitung, Scratch-Workspace, Fang-Raster, Kachelgröße