Raum-Zeit-Kerndichte (Spatial Analyst)

Zusammenfassung

Dehnt die Kerndichteberechnungen auf weitere Dimensionen wie Zeit und Tiefe (Höhe) aus, sodass nicht nur die relative Position und Magnitude der Eingabe-Features analysiert wird. Der Ausgabe ist die Größe (Magnitude) pro Flächeneinheit zu entnehmen, wobei mithilfe verschiedener Kernfunktionen an jeden Eingabepunkt eine geglättete Oberfläche mit abgeschrägten Kanten angepasst wird.

Weitere Informationen zur Funktionsweise von Raum-Zeit-Kerndichte

Verwendung

• Sie müssen einen Wert für den Parameter Höhenfeld (elevation_field in Python), für den Parameter Zeitfeld (time_field in Python) oder für beide Parameter angeben. Zunächst wird im Werkzeug angezeigt, dass es sich bei beiden Feldern um erforderliche Felder handelt, doch sobald Sie einen Wert für einen der Parameter angegeben haben, ändert sich der andere Parameter in einen optionalen Parameter.

  Die Kernfunktionen definieren sich aus den angegebenen Parameterwerten. Bei Angabe des Parameters Höhenfeld wird der Kern entlang der Richtungsachse (Z) verlängert. Wird der Parameterwert Zeitfeld angegeben, wird der Kern entlang der Zeitachse (T) verlängert. Werden beide Parameterwerte angegeben, wird der Kern entlang der Z- und der T-Achse verlängert.

  Wenn nur einer dieser beiden Parameterwerte angegeben wird, handelt es sich bei der Ausgabe um ein dreidimensionales Raster. Werden beide Parameterwerte angegeben, handelt es sich bei der Ausgabe um ein vierdimensionales Raster.

• Sehr große oder sehr kleine Werte im Parameter Feld mit Grundgesamtheit (population_field in Python) können zu kontraintuitiven Ergebnissen führen. Wenn der Mittelwert des Feldes mit der Grundgesamtheit sehr viel größer als 1 ist (z. B. bei der Bevölkerung von Städten), ist der Standardsuchradius möglicherweise sehr klein, sodass die um die Eingabepunkt angeordneten Ringe sehr klein sind. Ist der Mittelwert des Feldes mit der Grundgesamtheit dagegen wesentlich kleiner als 1, kann der berechnete Suchradius unverhältnismäßig groß scheinen. In diesen Fällen können Sie einen benutzerdefinierten Suchradius angeben.

• Der Parameter Zellengröße (cell_size in Python) kann über einen numerischen Wert definiert oder aus einem vorhandenen Raster-Dataset abgerufen werden. Wird die Zellengröße nicht über den Parameterwert angegeben, wird sie aus der Umgebungseinstellung "Zellengröße" abgeleitet, falls diese angegeben wurde. Wenn der Parameter und die Umgebungseinstellung für die Zellengröße nicht angegeben wurden, aber die Umgebungseinstellung "Fang-Raster" festgelegt wurde, wird die Zellengröße des Fang-Rasters verwendet. Wenn kein Wert angegeben wird, 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 die Ausdehnung im Ausgabekoordinatensystem der Umgebung angegeben.

• 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.

• Der Parameter Resultierende Werte (resultant_values in Python) gibt an, wofür die Ausgabe-Raster-Werte stehen. Bei Angabe von Dichte (DENSITIES in Python) stellen die Werte den Kerndichtewert pro Flächeneinheit für jede Zelle dar. Bei Angabe von Erwartete Anzahl (EXPECTED_COUNTS in Python) stellen die Werte die Kerndichte pro Zellenbereich dar.

• Die Option Planar im Parameter Methode (method in Python) eignet sich für Analysen in einem lokalen Maßstab mit einer Projektion, bei der die korrekte Entfernung und Fläche genau beibehalten werden. Die Option Geodätisch ist geeignet, wenn die Analyse in einem regionalen oder großen Maßstab durchgeführt wird (z. B. mit Web Mercator oder einem geographischen Koordinatensystem). 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, die innerhalb der Nachbarschaft liegen, werden bei der Berechnung der Dichte berücksichtigt. Wenn keine Punkte 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:

  Härdle, W. K., Müller, M., Sperlich, S. und Werwatz, A. Nonparametric and semiparametric models (Band 1). Berlin: Springer, 2004.

  Hu, Y., Wang, F., Guin, C. und Zhu, H. "A spatio-temporal kernel density estimation framework for predictive crime hotspot mapping and evaluation". Applied geography, 99, 2018, 89–97.

  Nakaya, T. und Yano, K. "Visualising crime clusters in a space‐time cube: An exploratory data analysis approach using space time kernel density estimation and scan statistics". Transactions in GIS, 14(3), 2010, 223–239.

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

Parameter

Dialogfeld

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Eingabe-Punkt-Features	Die Eingabe-Punkt-Features, für welche die Dichte berechnet wird.	Feature Layer
Feld mit Grundgesamtheit	Das Feld, das die Grundgesamtheitswerte für die einzelnen Features angibt. Die 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. Wählen Sie NONE aus, wenn kein Element oder besonderer Wert verwendet und jedes Feature einmal gezählt wird.	Field
Höhenfeld (optional)	Das Feld, das die Höhenwerte für die einzelnen Features angibt. Das Höhenfeld kann sowohl Ganzzahl- als auch Gleitkommawerte enthalten. Lassen Sie das Feld leer, um 3D-Kerndichte mit Zeitdimension zu unterstützen. Für 3D-Features wird der Feldliste das Pseudofeld Shape.Z hinzugefügt.	Field
Einheit des Höhenfeldes (optional)	Die Maßeinheit, die für den Eingabewert im Höhenfeld verwendet wird. Die Standardeinstellung ist Meter. Verwenden Sie eine Einheit, die sich für die Darstellung der Werte im Parameter Höhenfeld eignet. Zoll—Es werden Zoll verwendet. Fuß—Es werden Fuß verwendet. Yard—Es werden Yards verwendet. Meile (US)—Es werden Meilen (US) verwendet. Seemeile—Es werden Seemeilen verwendet. Millimeter—Es werden Millimeter verwendet. Zentimeter—Es werden Zentimeter verwendet. Meter—Es werden Meter verwendet. Kilometer—Es werden Kilometer verwendet. Dezimeter—Es werden Dezimeter verwendet.	String
Zeitfeld (optional)	Das Feld, das die Zeitwerte für die einzelnen Features angibt.	Field
Zellengröße (optional)	Die Zellengröße der multidimensionalen Raster-Ausgabe, die erstellt wird. Der Wert kann über einen numerischen Wert definiert oder aus einem vorhandenen Raster-Dataset abgerufen werden. Wenn die Zellengröße nicht als Parameterwert angegeben wird, wird der Wert der Umgebungseinstellung "Zellengrößen" verwendet, sofern dieser angegeben wurde. Andernfalls werden zusätzliche Regeln verwendet, um ihn aus anderen Eingaben zu berechnen. Weitere Informationen finden Sie in den Verwendungshinweisen des Werkzeugs.	Analysis Cell Size
Suchradius (X und Y) (optional)	Der Suchradius auf der XY-Ebene, innerhalb dessen die Dichte berechnet wird. Definieren Sie die zu verwendenden Einheiten. Wenn Sie beispielsweise alle Features innerhalb eines Umkreises von einer Meile einschließen möchten und als Einheit Meter verwendet wird, müssen Sie einen Suchradius von 1609,344 (1 Meile = 1609,344 Meter) festlegen.	Linear Unit
Suchradius (Z) (optional)	Die vertikale Suchentfernung in Z-Richtung, innerhalb derer die Dichte berechnet wird. Unter Berücksichtigung dieser vertikalen Entfernung wird auf- und abwärts entlang der Z-Achse nach Features gesucht. Definieren Sie die zu verwendenden Einheiten.	Linear Unit
Suchzeitfenster (T) (optional)	Der zeitliche Suchbereich, innerhalb dessen die Dichte berechnet wird. Definieren Sie die zu verwendenden Einheiten.	Time Unit
Resultierende Werte (optional)	Gibt an, wofür die Werte im Ausgabe-Raster stehen. Da der Ausgabezellenwert sich auf die angegebene Zellengröße bezieht, ist ein Resampling des ausgegebenen Rasters mit einer anderen Zellengröße nicht möglich. Dichte—Die Ausgabewerte stellen den berechneten Dichtewert pro Flächeneinheit für jede Zelle dar. Dies ist die Standardeinstellung. Erwartete Anzahl—Die Ausgabewerte stellen den berechneten Dichtewert pro Zellenbereich dar.	String
Methode (optional)	Gibt an, ob die flache Erde (planare Methode) oder der kürzeste Pfad auf einem Sphäroiden (geodätische Methode) verwendet wird. Planar—Die planare Entfernung zwischen Features wird verwendet. Dies ist die Standardeinstellung. Geodätisch—Die geodätische Entfernung zwischen Features wird verwendet.	String
Minimale Höhe (optional)	Die Starthöhe für die multidimensionale Raster-Ausgabe.	Double
Maximale Höhe (optional)	Die Endhöhe für die multidimensionale Raster-Ausgabe.	Double
Höhenintervall (optional)	Das Höhenintervall zwischen Ausschnitten in der multidimensionalen Raster-Ausgabe.	Double
Höheneinheit (optional)	Gibt die Einheit des Höhenintervalls für die multidimensionale Raster-Ausgabe an. Die Standardeinstellung lautet Meter. Zoll—Es werden Zoll verwendet. Fuß—Es werden Fuß verwendet. Yard—Es werden Yards verwendet. Meile (US)—Es werden Meilen (US) verwendet. Seemeile—Es werden Seemeilen verwendet. Millimeter—Es werden Millimeter verwendet. Zentimeter—Es werden Zentimeter verwendet. Meter—Es werden Meter verwendet. Kilometer—Es werden Kilometer verwendet. Dezimeter—Es werden Dezimeter verwendet.	String
Startzeit (optional)	Die Startzeit für die multidimensionale Raster-Ausgabe.	Date
Endzeit (optional)	Die Endzeit für die multidimensionale Raster-Ausgabe.	Date
Zeitintervall (optional)	Das Zeitintervall zwischen Ausschnitten in der multidimensionalen Raster-Ausgabe.	Double
Einheit des Zeitintervalls (optional)	Gibt die Einheit des Zeitintervalls für die multidimensionale Raster-Ausgabe an. Die Standardeinstellung lautet "Tag". Sekunde—Die Einheit des Zeitintervalls ist Sekunden. Minute—Die Einheit des Zeitintervalls ist Minuten. Stunde—Die Einheit des Zeitintervalls ist Stunden. Tag—Die Einheit des Zeitintervalls ist Tage. Woche—Die Einheit des Zeitintervalls ist Wochen.	String

Rückgabewert

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Ausgabe-Raster	Das multidimensionale Ausgabe-Raster-Dataset der Kerndichte im Cloud Raster Format (.crf). Aktuell werden keine anderen Ausgabeformate unterstützt. Es handelt sich stets um ein Gleitkomma-Raster.	Raster

Python

SpaceTimeKernelDensity(in_features, population_field, {elevation_field}, {elevation_field_unit}, {time_field}, {cell_size}, {kernel_search_radius_xy}, {kernel_search_radius_z}, {kernel_search_time_window}, {resultant_values}, {method}, {min_elevation}, {max_elevation}, {elevation_interval}, {elevation_unit}, {start_time}, {end_time}, {time_interval}, {time_interval_unit})

Name	Erläuterung	Datentyp
in_features	Die Eingabe-Punkt-Features, für welche die Dichte berechnet wird.	Feature Layer
population_field	Das Feld, das die Grundgesamtheitswerte für die einzelnen Features angibt. Die 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. Geben Sie '' an, wenn kein Element oder Sonderwert verwendet und jedes Feature einmal gezählt wird.	Field
elevation_field (optional)	Das Feld, das die Höhenwerte für die einzelnen Features angibt. Das Höhenfeld kann sowohl Ganzzahl- als auch Gleitkommawerte enthalten. Geben Sie '' an, um 3D-Kerndichte mit Zeitdimension zu unterstützen. Für 3D-Features wird der Feldliste das Pseudofeld Shape.Z hinzugefügt.	Field
elevation_field_unit (optional)	Die Maßeinheit, die für den Eingabewert im Höhenfeld verwendet wird. Die Standardeinstellung ist Meter. Verwenden Sie eine Einheit, die sich für die Darstellung der Werte im Parameter elevation_field eignet. INCH—Es werden Zoll verwendet. FOOT—Es werden Fuß verwendet. YARD—Es werden Yards verwendet. MILE_US—Es werden Meilen (US) verwendet. NAUTICAL_MILE—Es werden Seemeilen verwendet. MILLIMETER—Es werden Millimeter verwendet. CENTIMETER—Es werden Zentimeter verwendet. METER—Es werden Meter verwendet. KILOMETER—Es werden Kilometer verwendet. DECIMETER—Es werden Dezimeter verwendet.	String
time_field (optional)	Das Feld, das die Zeitwerte für die einzelnen Features angibt.	Field
cell_size (optional)	Die Zellengröße der multidimensionalen Raster-Ausgabe, die erstellt wird. Der Wert kann über einen numerischen Wert definiert oder aus einem vorhandenen Raster-Dataset abgerufen werden. Wenn die Zellengröße nicht als Parameterwert angegeben wird, wird der Wert der Umgebungseinstellung "Zellengrößen" verwendet, sofern dieser angegeben wurde. Andernfalls werden zusätzliche Regeln verwendet, um ihn aus anderen Eingaben zu berechnen. Weitere Informationen finden Sie in den Verwendungshinweisen des Werkzeugs.	Analysis Cell Size
kernel_search_radius_xy (optional)	Der Suchradius auf der XY-Ebene, innerhalb dessen die Dichte berechnet wird. Definieren Sie die zu verwendenden Einheiten. Wenn Sie beispielsweise alle Features innerhalb eines Umkreises von einer Meile einschließen möchten und als Einheit Meter verwendet wird, müssen Sie einen Suchradius von 1609,344 (1 Meile = 1609,344 Meter) festlegen.	Linear Unit
kernel_search_radius_z (optional)	Die vertikale Suchentfernung in Z-Richtung, innerhalb derer die Dichte berechnet wird. Unter Berücksichtigung dieser vertikalen Entfernung wird auf- und abwärts entlang der Z-Achse nach Features gesucht. Definieren Sie die zu verwendenden Einheiten.	Linear Unit
kernel_search_time_window (optional)	Der zeitliche Suchbereich, innerhalb dessen die Dichte berechnet wird. Definieren Sie die zu verwendenden Einheiten.	Time Unit
resultant_values (optional)	Gibt an, wofür die Werte im Ausgabe-Raster stehen. Da der Ausgabezellenwert sich auf die angegebene Zellengröße bezieht, ist ein Resampling des ausgegebenen Rasters mit einer anderen Zellengröße nicht möglich. DENSITIES—Die Ausgabewerte stellen den berechneten Dichtewert pro Flächeneinheit für jede Zelle dar. Dies ist die Standardeinstellung. EXPECTED_COUNTS—Die Ausgabewerte stellen den berechneten Dichtewert pro Zellenbereich dar.	String
method (optional)	Gibt an, ob die flache Erde (planare Methode) oder der kürzeste Pfad auf einem Sphäroiden (geodätische Methode) verwendet wird. PLANAR—Die planare Entfernung zwischen Features wird verwendet. Dies ist die Standardeinstellung. GEODESIC—Die geodätische Entfernung zwischen Features wird verwendet.	String
min_elevation (optional)	Die Starthöhe für die multidimensionale Raster-Ausgabe.	Double
max_elevation (optional)	Die Endhöhe für die multidimensionale Raster-Ausgabe.	Double
elevation_interval (optional)	Das Höhenintervall zwischen Ausschnitten in der multidimensionalen Raster-Ausgabe.	Double
elevation_unit (optional)	Gibt die Einheit des Höhenintervalls für die multidimensionale Raster-Ausgabe an. Die Standardeinstellung lautet Meter. INCH—Es werden Zoll verwendet. FOOT—Es werden Fuß verwendet. YARD—Es werden Yards verwendet. MILE_US—Es werden Meilen (US) verwendet. NAUTICAL_MILE—Es werden Seemeilen verwendet. MILLIMETER—Es werden Millimeter verwendet. CENTIMETER—Es werden Zentimeter verwendet. METER—Es werden Meter verwendet. KILOMETER—Es werden Kilometer verwendet. DECIMETER—Es werden Dezimeter verwendet.	String
start_time (optional)	Die Startzeit für die multidimensionale Raster-Ausgabe.	Date
end_time (optional)	Die Endzeit für die multidimensionale Raster-Ausgabe.	Date
time_interval (optional)	Das Zeitintervall zwischen Ausschnitten in der multidimensionalen Raster-Ausgabe.	Double
time_interval_unit (optional)	Gibt die Einheit des Zeitintervalls für die multidimensionale Raster-Ausgabe an. Die Standardeinstellung lautet "Tag". SECOND—Die Einheit des Zeitintervalls ist Sekunden. MINUTE—Die Einheit des Zeitintervalls ist Minuten. HOUR—Die Einheit des Zeitintervalls ist Stunden. DAY—Die Einheit des Zeitintervalls ist Tage. WEEK—Die Einheit des Zeitintervalls ist Wochen.	String

Rückgabewert

Name	Erläuterung	Datentyp
out_raster	Das multidimensionale Ausgabe-Raster-Dataset der Kerndichte im Cloud Raster Format (.crf). Aktuell werden keine anderen Ausgabeformate unterstützt. Es handelt sich stets um ein Gleitkomma-Raster.	Raster

Codebeispiel

SpaceTimeKernelDensity: Beispiel 1 (Python-Fenster)

In diesem Beispiel wird unter Verwendung eines Shapefile die geglättete zeitbezogene Kerndichte berechnet.

from arcpy import env  
from arcpy.sa import * 

env.workspace = "C:/sapyexamples/data" 
STKD_out_raster = SpaceTimeKernelDensity("WOD_subset.shp", "Salinity", "Z", "Meter",
                                         "Time", "0.001", resultant_values="Densities",
                                         method="Planar", elevation_unit="Meter")  

STKD_out_raster.save("C:/sapyexamples/output/STKD_out.crf")

SpaceTimeKernelDensity: Beispiel 2 (eigenständiges Skript)

In diesem Beispiel wird unter Verwendung eines multidimensionalen Datasets die geglättete zeitbezogene Kerndichte berechnet.

## Name: SpaceTimeKernelDensity_Ex_standalone.py  
## Description: Calculate spatial temporal salinity concentration using a multidimensional dataset 
## Requirements: Spatial Analyst Extension 
 
## Import system modules 
import arcpy  
from arcpy import env   
from arcpy.sa import *

## Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")
 
## Set environment settings 
env.workspace = r" C:\STKD_Test"
# To allow overwriting outputs change overwriteOutput option to True. 
env.overwriteOutput = False 
  
## Set local variables 
in_features = "WOD_subset"  
Population_Field = "Salinity"  
Elevation_Field = "Z"  
Elevation_Field_Unit = "Meter"  
Time_Field = "Time"  
Cell_Size = "30"  
Resultant_values = "Densities"  
Method = "Planar" 
Elevation_Unit = "Meter"  
  
## Execute: Space Time Kernel Density  
STKD_out_raster = SpaceTimeKernelDensity(in_features, Population_Field,   
                                Elevation_Field, Elevation_Field_Unit,   
                                Time_Field, Cell_Size,   
                                resultant_values=Resultant_values,   
                                method=Method, 
                                elevation_unit=Elevation_Unit) 
  
## Save the output 
STKD_out_raster.save("STKD_test.crf")

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