Ausgeglichene Zonen erstellen (Spatial Statistics)

Zusammenfassung

Erstellt räumlich zusammenhängende Zonen in einem Untersuchungsgebiet unter Verwendung eines genetischen Wachstumsalgorithmus basierend auf bestimmten Kriterien.

Die Zonen können so erstellt werden, dass sie die gleiche Anzahl von Features enthalten, und/oder, dass sie sich bei einer Gruppe von Attributwerten ähneln. Sie können auch Zonen auswählen, die über annähernd gleiche Flächen verfügen, die so kompakt wie möglich sind und konsistente Summenstatistiken anderer Variablen verwalten.

Weitere Informationen zur Funktionsweise von Ausgeglichene Zonen erstellen

Verwendung

  • Wählen Sie zum Erstellen von Zonen Attributziel, Anzahl an Zonen und Attributziel oder Definierte Anzahl an Zonen im Parameter Zonenerstellungsmethode aus. Bei Auswahl von Attributziel erstellt das Werkzeug Zonen basierend auf den Zielwerten einer oder mehrerer angegebener Variablen. Die Option Anzahl an Zonen und Attributziel gleicht die Attribute über die angegebene Anzahl an Zonen aus. Die Option Definierte Anzahl an Zonen erstellt Zonen basierend auf der Feature-Anzahl.

  • Dieses Werkzeug nimmt Eingabe-Punkte oder Polygone an.

  • Wenn für den Parameter Kriterien für die Zonenerstellung mehrere Variablen angegeben sind, können Sie Gewichtungen für die einzelnen Kriterien festlegen. Gewichtungen werden proportional zu dem im entsprechenden Feld angegebenen Wert angewendet.

  • Dieses Werkzeug unterstützt die Parallelverarbeitung, um Generationen für den Algorithmus zu schaffen, und nutzt standardmäßig 50 Prozent der verfügbaren Prozessoren. Die Anzahl der Prozessoren kann mit der Umgebung Faktor für parallele Verarbeitung erhöht oder verringert werden.

Parameter

BeschriftungErläuterungDatentyp
Eingabe-Features

Die Feature-Class oder der Feature-Layer, die bzw. der in Zonen aggregiert wird.

Feature Layer
Ausgabe-Features

Die Ausgabe-Feature-Class, die angibt, welche Features in die einzelnen Zonen aggregiert werden. Die Feature-Class wird durch das Feld ZONE_ID symbolisiert. Sie enthält Felder, in denen die Werte der von Ihnen festgelegten Kriterien angezeigt werden.

Feature Class
Zonenerstellungsmethode

Gibt die Methode an, die zum Erstellen der einzelnen Zonen verwendet wird. Zonen wachsen so lange, bis alle angegebenen Kriterien erfüllt sind.

  • AttributzielZonen werden basierend auf den Zielwerten einer oder mehrerer Variablen erstellt. Die gewünschte Summe der einzelnen Attribute muss im Parameter Kriterien für die Zonenerstellung mit Ziel angegeben werden; alle Zonen wachsen dann so lange, bis die Summe der Attribute diese Werte überschreitet. Sie können diese Option zum Beispiel verwenden, um Zonen mit jeweils mindestens 100.000 Einwohnern und 20.000 Einfamilienhäusern zu erstellen.
  • Anzahl an Zonen und AttributzielDann wird eine bestimmte Anzahl an Zonen erstellt, wobei die Summe eines Attributs innerhalb der einzelnen Zonen ungefähr gleich bleibt. Die Anzahl der Zonen muss im Parameter Anzahl an Zonen angegeben werden. Die Attributsumme innerhalb der einzelnen Zonen entspricht dann dem Quotienten aus der Summe der gesamten Attribute und der Zonenanzahl.
  • Definierte Anzahl an ZonenEs wird eine bestimmte Anzahl an Zonen erstellt, die jeweils ungefähr aus derselben Anzahl an Eingabe-Features bestehen. Die Anzahl der Zonen muss im Parameter Anzahl an Zonen angegeben werden.
String
Angestrebte Anzahl an Zonen
(optional)

Die Anzahl an zu erstellenden Zonen.

Long
Kriterien für die Zonenerstellung mit Ziel
(optional)

Gibt die zu berücksichtigenden Variablen, ihre Zielwerte und optionale Gewichtungen an. Die Standardgewichtung ist 1 und jede Variable hat den gleichen Anteil, es sei denn, die Gewichtungen werden geändert.

Value Table
Kriterien für die Zonenerstellung
(optional)

Gibt die zu berücksichtigenden Variablen und optional ihre Gewichtungen an. Die Standardgewichtung ist 1 und jede Variable hat den gleichen Anteil, es sei denn, die Gewichtungen werden geändert.

Value Table
Räumliche Einschränkungen
(optional)

Gibt an, wie Nachbarn definiert werden, während die Zonen wachsen. Zonen können nur in neue Features wachsen, die Nachbarn von mindestens einem der bereits in der Zone befindlichen Features sind. Wenn es sich bei den Eingabe-Features um Polygone handelt, lautet die standardmäßige räumliche Einschränkung Benachbarte Kanten/Ecken. Wenn es sich bei den Eingabe-Features um Punkte handelt, lautet die standardmäßige räumliche Einschränkung Gekürzte Delaunay-Triangulation.

  • Nur benachbarte KantenBei Zonen, die angrenzende Polygon-Features enthalten, gehören nur Polygone mit einer gemeinsamen Kante derselben Zone an.
  • Benachbarte Kanten/EckenBei Zonen, die angrenzende Polygon-Features enthalten, gehören nur Polygone, die eine gemeinsame Kante oder einen gemeinsamen Stützpunkt aufweisen, derselben Zone an.
  • Gekürzte Delaunay-TriangulationFeatures in der gleichen Zone haben mindestens einen gemeinsamen neutralen Nachbarn mit einem anderen Feature in der Zone. Beziehungen mit natürlichen Nachbarn basieren auf einer gekürzten Delaunay-Triangulation. Bei der Delaunay-Triangulation wird konzeptionell, ausgehend von den Schwerpunkten der Features, ein nicht überlappendes Netz aus Dreiecken erstellt. Jedes Feature entspricht einem Dreiecksknoten. Knoten, die über eine gemeinsame Kante verfügen, gelten als Nachbarn. Diese Dreiecke werden anschließend auf eine konvexe Hülle zugeschnitten, sodass Features keine Nachbarn anderer Features außerhalb der konvexen Hülle sein können. Dies ist die Standardeinstellung.
  • Räumliche Gewichtungen aus Datei abrufenRäumliche und optional auch zeitliche Beziehungen werden in einer räumlichen Gewichtungsdatei (.swm) angegeben. Erstellen Sie die räumliche Gewichtungsmatrix mithilfe des Werkzeugs Räumliche Gewichtungsmatrix erstellen oder Räumliche Gewichtung des Netzwerks generieren. Der Pfad zur Datei mit räumlichen Gewichtungen wird durch den Parameter Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix angegeben.
String
Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix
(optional)

Der Pfad zu einer Datei mit räumlichen Gewichtungen, die räumliche und optional zeitliche Beziehungen zwischen Features definieren.

File
Zoneneigenschaften
(optional)

Gibt die Eigenschaften der zu erstellenden Zonen an.

  • Gleiche FlächeEs werden Zonen mit einer möglichst übereinstimmenden Gesamtfläche erstellt.
  • KompaktheitEs werden Zonen mit enger gepackten (kompakteren) Features erstellt.
  • Gleiche Anzahl FeaturesEs werden Zonen mit der gleichen Anzahl an Features erstellt.
String
Zu berücksichtigendes Attribut
(optional)

Gibt bei der Auswahl der endgültigen Zonen die zu berücksichtigenden Attribute und Statistiken an. Sie können Attribute wahlweise nach Summe, Durchschnitt, Medianwert oder Varianz homogenisieren. Wenn Sie beispielsweise Zonen basierend auf Immobilienwerten erstellen und das durchschnittliche Gesamteinkommen in den einzelnen Zonen ausgleichen möchten, wird die Lösung mit dem gleichmäßigsten Durchschnittseinkommen in allen Zonen bevorzugt.

Value Table
Zu berücksichtigende Entfernung
(optional)

Die Feature-Class, die verwendet wird, um die Gesamtentfernung pro Zone zu homogenisieren. Die Entfernung wird von den einzelnen Eingabe-Features bis zum jeweils nächsten Feature in diesem Parameter berechnet. Diese Entfernung wird dann bei der Auswahl der endgültigen Zonenlösung als zusätzliche Attributbedingung verwendet. Sie können beispielsweise Bezirke für Polizeistreifen erstellen, die jeweils ungefähr die gleiche Entfernung zur nächsten Polizeiwache haben.

Feature Layer
Kategorievariable zum Beibehalten von Proportionen
(optional)

Die für die Zonenproportionen zu berücksichtigende Kategorievariable.

Field
Proportionsmethode
(optional)

Gibt den Typ der Proportion an, die basierend auf der ausgewählten Kategorievariablen beibehalten werden soll.

  • In Proportion erhaltenJede Zone behält für die jeweilige Kategorievariable dieselben Proportionen bei wie das Untersuchungsgebiet insgesamt. Beispielsweise werden bei einer Kategorievariablen, die sich aus 60 % Typ A und 40 % Typ B zusammensetzt, von dieser Methode Zonen bevorzugt, die zu rund 60 % aus Features von Typ A und zu 40 % aus Features von Typ B bestehen.
  • Gesamtproportion erhaltenZonen werden so erstellt, dass die Gesamtproportionen der Kategoriedominanz nach Zone mit den Proportionen der betreffenden Kategorievariablen für das gesamte Dataset übereinstimmen. Beispielsweise werden bei einer Kategorievariablen, die sich aus 60 % Typ A und 40 % Typ B zusammensetzt, von dieser Methode Lösungen bevorzugt, bei denen in 60 % der Zonen Features von Typ A vorherrschen und in 40 % der Zonen Features von Typ B.
String
Populationsgröße
(optional)

Die Anzahl von zufällig generierten anfänglichen Ursprungswerten. Wenn diese Zahl bei großen Datasets erhöht wird, wird dadurch der Suchraum vergrößert, und die Wahrscheinlichkeit nimmt zu, dass eine bessere Lösung gefunden wird. Die Standardeinstellung ist 100.

Long
Anzahl an Generationen
(optional)

Die Wiederholungshäufigkeit des Zonensuchvorgangs. Es empfiehlt sich, bei größeren Datasets die Zahl zu erhöhen, um eine optimale Lösung zu finden. Der Standardwert sind 50 Generationen.

Long
Mutationsfaktor
(optional)

Die Wahrscheinlichkeit, dass die Ursprungswerte zu einem neuen Satz Ursprungswerte mutiert werden. Die Mutation erweitert den Suchraum, indem sie für die Variabilität der möglichen Lösungen in jeder Generation sorgt und eine schnellere Konvergenz zu einer optimalen Lösung ermöglicht. Die Standardeinstellung ist 0,01.

Double
Ausgabe-Konvergenztabelle
(optional)

Die Tabelle, die das Gesamtergebnis für die Eignung der in jeder Generation gefundenen besten Lösung sowie das Eignungsergebnis für die einzelnen Zonenbedingungen enthält.

Table

arcpy.stats.BuildBalancedZones(in_features, output_features, zone_creation_method, {number_of_zones}, {zone_building_criteria_target}, {zone_building_criteria}, {spatial_constraints}, {weights_matrix_file}, {zone_characteristics}, {attribute_to_consider}, {distance_to_consider}, {categorial_variable}, {proportion_method}, {population_size}, {number_generations}, {mutation_factor}, {output_convergence_table})
NameErläuterungDatentyp
in_features

Die Feature-Class oder der Feature-Layer, die bzw. der in Zonen aggregiert wird.

Feature Layer
output_features

Die Ausgabe-Feature-Class, die angibt, welche Features in die einzelnen Zonen aggregiert werden. Die Feature-Class wird durch das Feld ZONE_ID symbolisiert. Sie enthält Felder, in denen die Werte der von Ihnen festgelegten Kriterien angezeigt werden.

Feature Class
zone_creation_method

Gibt die Methode an, die zum Erstellen der einzelnen Zonen verwendet wird. Zonen wachsen so lange, bis alle angegebenen Kriterien erfüllt sind.

  • ATTRIBUTE_TARGETZonen werden basierend auf den Zielwerten einer oder mehrerer Variablen erstellt. Die gewünschte Summe der einzelnen Attribute muss im Parameter Kriterien für die Zonenerstellung mit Ziel angegeben werden; alle Zonen wachsen dann so lange, bis die Summe der Attribute diese Werte überschreitet. Sie können diese Option zum Beispiel verwenden, um Zonen mit jeweils mindestens 100.000 Einwohnern und 20.000 Einfamilienhäusern zu erstellen.
  • NUMBER_ZONES_AND_ATTRIBUTEDann wird eine bestimmte Anzahl an Zonen erstellt, wobei die Summe eines Attributs innerhalb der einzelnen Zonen ungefähr gleich bleibt. Die Anzahl der Zonen muss im Parameter Anzahl an Zonen angegeben werden. Die Attributsumme innerhalb der einzelnen Zonen entspricht dann dem Quotienten aus der Summe der gesamten Attribute und der Zonenanzahl.
  • NUMBER_OF_ZONESEs wird eine bestimmte Anzahl an Zonen erstellt, die jeweils ungefähr aus derselben Anzahl an Eingabe-Features bestehen. Die Anzahl der Zonen muss im Parameter Anzahl an Zonen angegeben werden.
String
number_of_zones
(optional)

Die Anzahl an zu erstellenden Zonen.

Long
zone_building_criteria_target
[[variable, sum, weight],...]
(optional)

Gibt die zu berücksichtigenden Variablen, ihre Zielwerte und optionale Gewichtungen an. Die Standardgewichtung ist 1 und jede Variable hat den gleichen Anteil, es sei denn, die Gewichtungen werden geändert.

Value Table
zone_building_criteria
[[variable, weight],...]
(optional)

Gibt die zu berücksichtigenden Variablen und optional ihre Gewichtungen an. Die Standardgewichtung ist 1 und jede Variable hat den gleichen Anteil, es sei denn, die Gewichtungen werden geändert.

Value Table
spatial_constraints
(optional)

Gibt an, wie Nachbarn definiert werden, während die Zonen wachsen. Zonen können nur in neue Features wachsen, die Nachbarn von mindestens einem der bereits in der Zone befindlichen Features sind. Wenn es sich bei den Eingabe-Features um Polygone handelt, lautet die standardmäßige räumliche Einschränkung Benachbarte Kanten/Ecken. Wenn es sich bei den Eingabe-Features um Punkte handelt, lautet die standardmäßige räumliche Einschränkung Gekürzte Delaunay-Triangulation.

  • CONTIGUITY_EDGES_ONLYBei Zonen, die angrenzende Polygon-Features enthalten, gehören nur Polygone mit einer gemeinsamen Kante derselben Zone an.
  • CONTIGUITY_EDGES_CORNERSBei Zonen, die angrenzende Polygon-Features enthalten, gehören nur Polygone, die eine gemeinsame Kante oder einen gemeinsamen Stützpunkt aufweisen, derselben Zone an.
  • TRIMMED_DELAUNAY_TRIANGULATIONFeatures in der gleichen Zone haben mindestens einen gemeinsamen neutralen Nachbarn mit einem anderen Feature in der Zone. Beziehungen mit natürlichen Nachbarn basieren auf einer gekürzten Delaunay-Triangulation. Bei der Delaunay-Triangulation wird konzeptionell, ausgehend von den Schwerpunkten der Features, ein nicht überlappendes Netz aus Dreiecken erstellt. Jedes Feature entspricht einem Dreiecksknoten. Knoten, die über eine gemeinsame Kante verfügen, gelten als Nachbarn. Diese Dreiecke werden anschließend auf eine konvexe Hülle zugeschnitten, sodass Features keine Nachbarn anderer Features außerhalb der konvexen Hülle sein können. Dies ist die Standardeinstellung.
  • GET_SPATIAL_WEIGHTS_FROM_FILERäumliche und optional auch zeitliche Beziehungen werden in einer räumlichen Gewichtungsdatei (.swm) angegeben. Erstellen Sie die räumliche Gewichtungsmatrix mithilfe des Werkzeugs Räumliche Gewichtungsmatrix erstellen oder Räumliche Gewichtung des Netzwerks generieren. Der Pfad zur Datei mit räumlichen Gewichtungen wird durch den Parameter Datei mit räumlicher Gewichtungsmatrix angegeben.
String
weights_matrix_file
(optional)

Der Pfad zu einer Datei mit räumlichen Gewichtungen, die räumliche und optional zeitliche Beziehungen zwischen Features definieren.

File
zone_characteristics
[zone_characteristics,...]
(optional)

Gibt die Eigenschaften der zu erstellenden Zonen an.

  • EQUAL_AREAEs werden Zonen mit einer möglichst übereinstimmenden Gesamtfläche erstellt.
  • COMPACTNESSEs werden Zonen mit enger gepackten (kompakteren) Features erstellt.
  • EQUAL_NUMBER_OF_FEATURESEs werden Zonen mit der gleichen Anzahl an Features erstellt.
String
attribute_to_consider
[[variable, function],...]
(optional)

Gibt bei der Auswahl der endgültigen Zonen die zu berücksichtigenden Attribute und Statistiken an. Sie können Attribute wahlweise nach Summe, Durchschnitt, Medianwert oder Varianz homogenisieren. Wenn Sie beispielsweise Zonen basierend auf Immobilienwerten erstellen und das durchschnittliche Gesamteinkommen in den einzelnen Zonen ausgleichen möchten, wird die Lösung mit dem gleichmäßigsten Durchschnittseinkommen in allen Zonen bevorzugt.

Value Table
distance_to_consider
[distance_to_consider,...]
(optional)

Die Feature-Class, die verwendet wird, um die Gesamtentfernung pro Zone zu homogenisieren. Die Entfernung wird von den einzelnen Eingabe-Features bis zum jeweils nächsten Feature in diesem Parameter berechnet. Diese Entfernung wird dann bei der Auswahl der endgültigen Zonenlösung als zusätzliche Attributbedingung verwendet. Sie können beispielsweise Bezirke für Polizeistreifen erstellen, die jeweils ungefähr die gleiche Entfernung zur nächsten Polizeiwache haben.

Feature Layer
categorial_variable
(optional)

Die für die Zonenproportionen zu berücksichtigende Kategorievariable.

Field
proportion_method
(optional)

Gibt den Typ der Proportion an, die basierend auf der ausgewählten Kategorievariablen beibehalten werden soll.

  • MAINTAIN_WITHIN_PROPORTIONJede Zone behält für die jeweilige Kategorievariable dieselben Proportionen bei wie das Untersuchungsgebiet insgesamt. Beispielsweise werden bei einer Kategorievariablen, die sich aus 60 % Typ A und 40 % Typ B zusammensetzt, von dieser Methode Zonen bevorzugt, die zu rund 60 % aus Features von Typ A und zu 40 % aus Features von Typ B bestehen.
  • MAINTAIN_OVERALL_PROPORTIONZonen werden so erstellt, dass die Gesamtproportionen der Kategoriedominanz nach Zone mit den Proportionen der betreffenden Kategorievariablen für das gesamte Dataset übereinstimmen. Beispielsweise werden bei einer Kategorievariablen, die sich aus 60 % Typ A und 40 % Typ B zusammensetzt, von dieser Methode Lösungen bevorzugt, bei denen in 60 % der Zonen Features von Typ A vorherrschen und in 40 % der Zonen Features von Typ B.
String
population_size
(optional)

Die Anzahl von zufällig generierten anfänglichen Ursprungswerten. Wenn diese Zahl bei großen Datasets erhöht wird, wird dadurch der Suchraum vergrößert, und die Wahrscheinlichkeit nimmt zu, dass eine bessere Lösung gefunden wird. Die Standardeinstellung ist 100.

Long
number_generations
(optional)

Die Wiederholungshäufigkeit des Zonensuchvorgangs. Es empfiehlt sich, bei größeren Datasets die Zahl zu erhöhen, um eine optimale Lösung zu finden. Der Standardwert sind 50 Generationen.

Long
mutation_factor
(optional)

Die Wahrscheinlichkeit, dass die Ursprungswerte zu einem neuen Satz Ursprungswerte mutiert werden. Die Mutation erweitert den Suchraum, indem sie für die Variabilität der möglichen Lösungen in jeder Generation sorgt und eine schnellere Konvergenz zu einer optimalen Lösung ermöglicht. Die Standardeinstellung ist 0,01.

Double
output_convergence_table
(optional)

Die Tabelle, die das Gesamtergebnis für die Eignung der in jeder Generation gefundenen besten Lösung sowie das Eignungsergebnis für die einzelnen Zonenbedingungen enthält.

Table

Codebeispiel

BuildBalancedZones – Beispiel 1 (Python-Fenster)

Das folgende Skript im Python-Fenster veranschaulicht, wie Sie die Funktion BuildBalancedZones verwenden.

import arcpy
arcpy.env.workspace = r"c:\data\project_data.gdb"
arcpy.stats.BuildBalancedZones("US_Counties", "out_features", 
     "NUMBER_OF_ZONES", 5, None, None, "TRIMMED_DELAUNAY_TRIANGULATION", 
     None, None, None, None, None, '', 100, 50, 0.1)
BuildBalancedZones – Beispiel 2 (eigenständiges Skript)

Im folgenden eigenständigen Python-Skript wird veranschaulicht, wie Sie die Funktion BuildBalancedZones verwenden.

# Aggregate states into zones that have a target population of approximately
# 250,000 people.  Make the zones of equal area and compact. 
 
import arcpy

# Set the current workspace (to avoid having to specify the full path to
# the feature classes each time)

arcpy.env.workspace = r"c:\data\project_data.gdb"

arcpy.stats.BuildBalancedZones("states", "out_zones", "ATTRIBUTE_TARGET", 
     None, "POPULATION 250000 1", None, "TRIMMED_DELAUNAY_TRIANGULATION", 
     None, "EQUAL_AREA;COMPACTNESS", None, None, None, '', 100, 50, 0.1)