Connexions optimales des régions

L'outil Optimal Region Connections (Connexions optimales des régions) calcule le réseau de connectivité optimal entre plusieurs régions en entrée.

La sortie correspond à une couche d'entités hébergée.

Découvrir le fonctionnement de l'outil Optimal Region Connections (Connexions optimales des régions)

Exemples

L'outil Optimal Region Connections (Connexions optimales des régions) peut être utilisé dans les scénarios suivants :

• Dans un modèle d’adéquation, vous avez identifié 10 des meilleures parcelles d’habitat pour les lynx. Vous voulez que les lynx puissent se déplacer d’une parcelle à une autre via le réseau le plus efficace possible de couloirs de circulation pour la faune sauvage afin de préserver la diversité génétique au sein de la métapopulation.
• Dans le cadre d'un effort humanitaire, vous avez identifié cinq zones où seront établis les camps des sauveteurs et du personnel médical. Vous voulez développer le meilleur réseau possible d'itinéraires de ravitaillement entre ces camps.
• Dans une exploitation forestière, vous voulez créer le réseau le plus efficace possible de chemins forestiers pour extraire le bois.
• Dans une opération de lutte contre les incendies, vous voulez identifier le meilleur réseau de sentiers pour transférer les ressources de lutte contre les incendies entre les divers quartiers généraux.

Remarques sur l’utilisation

L'outil Optimal Region Connections (Connexions optimales des régions) inclut des configurations pour les couches en entrée, les paramètres de chemin et les résultats en sortie.

Couches en entrée

Le groupe Input layers (Couches en entrée) comprend les paramètres suivants :

• Le paramètre Input region raster or features indique le raster ou la couche d’entités qui identifie les régions à connecter par le réseau optimal. Vous pouvez sélectionner une couche à l’aide du bouton Layer (Couche) ou créer une couche de dessin en entrée à l’aide du bouton Draw input features (Dessiner des entités en entrée). Pour les entités en entrée, le nombre d’entités est affiché sous le nom de la couche. Ce nombre inclut toutes les entités de la couche, à l’exception des entités supprimées à l’aide d’un filtre. Les paramètres d’environnement, comme Processing extent (Étendue de traitement), ne sont pas comptabilisés dans le nombre d’entités.

  Si la région en entrée est un raster, les régions sont définies par groupes de cellules contiguës (adjacentes) de même valeur. Un numéro unique doit être attribué à chaque région. Les cellules qui ne font pas partie d'une région doivent être de type NoData. Le type raster doit être un entier et les valeurs peuvent être positives ou négatives.

  Si la région en entrée est un jeu de données d'entités, il peut s'agir de polygones, polylignes ou points. Les régions d'entités surfaciques ne doivent pas être constituées de polygones multi-parties.

  Si les régions en entrée correspondent à des entités, les localisations des régions sont converties en raster en interne, avec des valeurs uniques pour les régions résultantes, avant de procéder à l'analyse. Si des données multi-points sont fournies, l'outil sélectionne de manière aléatoire l'un des points de la localisation comme valeur de la région.

  La résolution du raster peut être contrôlée à l’aide du paramètre d’environnement Cell size (Taille de cellule). Par défaut, la résolution est définie sur la résolution de la valeur Input cost raster (Raster de coût en entrée) si une telle valeur est fournie. La résolution est définie sur la résolution de la valeur Input barrier raster or feaures (Entités ou raster d’interruption en entrée) si seul un raster d’interruption est fourni. Si aucun autre raster n'est spécifié, la résolution est déterminée par la valeur la plus petite entre la largeur et la hauteur de l’étendue de l’entité en entrée, dans la référence spatiale en entrée, divisée par 250.

  Si vous utilisez des données d'entité surfacique comme données de région en entrée, traitez la taille de cellule avec précaution si elle est grossière par rapport aux détails de l'entrée. Le processus de rastérisation interne utilise une méthode de centre de cellule pour le type d’attribution de cellule. Cela signifie que les données ne figurant pas au centre de la cellule ne sont pas incluses dans la région rasterisée intermédiaire en sortie. Elles ne sont donc pas représentées dans les calculs. Par exemple, si les régions sont représentées par une série de petits polygones, tels que des emprises de bâtiments, dont la taille est petite par rapport à celle de la cellule en sortie, il se peut que seuls certains d'entre eux apparaissent au centre des cellules raster en sortie et que, vraisemblablement, la plupart des autres polygones soient perdus et exclus de l'analyse.

  Pour éviter ces situations, vous pouvez entre-temps effectuer la rastérisation des entités en entrée à la résolution appropriée directement avec l’outil Convert Feature to Raster (Convertir l’entité en raster). Utilisez ensuite la sortie obtenue comme entrée de l'outil Optimal Region Connections (Connexions optimales des régions).

  Si les régions en entrée correspondent à des rasters et que l'une d'elles est déconnectée, les chemins résultants conduisent à la partie de la région de moindre coût ou distance à atteindre.

  Si une région renvoie NoData dans le masque ou l'un des rasters en entrée correspondant, elle est ignorée dans l’analyse et aucun chemin n'est créé vers cette région.

  L'étendue de traitement par défaut correspond à celle de la valeur Input cost raster (Raster de coût en entrée) si une telle valeur est fournie ; sinon, elle correspond à l'étendue des régions en entrée.

• Le groupe Optional layers (Couches facultatives) comprend les paramètres suivants :

  • La couche Input barrier raster or features (Entités ou raster d’interruption en entrée) est celle qui définit les interruptions. Les interruptions sont des obstacles qui doivent être contournés. Elles peuvent être définies en tant que données raster ou d'entité. Vous pouvez sélectionner une couche à l’aide du bouton Layer (Couche) ou créer une couche de dessin en entrée à l’aide du bouton Draw input features (Dessiner des entités en entrée). Pour les entités en entrée, le nombre d’entités est affiché sous le nom de la couche. Ce nombre inclut toutes les entités de la couche, à l’exception des entités supprimées à l’aide d’un filtre. Les paramètres d’environnement, comme Processing extent (Étendue de traitement), ne sont pas comptabilisés dans le nombre d’entités.

    Pour une couche raster, le type en entrée peut être entier ou à virgule flottante. Toutes les cellules dotées d’une valeur (y compris zéro) sont traitées comme une interruption. Les cellules dotées d’une valeur NoData ne sont pas traitées comme une interruption.

    Pour une entité, l’entrée peut être de type ponctuel, linéaire ou surfacique. Les entrées d’entité sont converties en un raster en interne avant leur traitement.

    À l’endroit où les interruptions sont connectées uniquement par des cellules en diagonale, elles sont épaissies pour devenir imperméables.

    Les interruptions sont également définies par des localisations où aucune cellule NoData n’existe dans la valeur du paramètre Input cost raster (Raster de coût en entrée). En outre, les localisations qui ne se trouvent pas dans l'environnement Mask (Masque) servent d'interruptions. Là où les cellules NoData sont connectées uniquement par des cellules en diagonale, elles sont épaissies à l’aide de cellules NoData supplémentaires pour devenir une interruption imperméable.

  • Le paramètre Input cost raster (Raster de coût en entrée) correspond à la couche raster définissant l’impédance ou le coût de déplacement planimétrique à travers chaque cellule.

    La valeur à chaque localisation de cellule dans la surface de coût représente le coût par unité de distance du déplacement à travers la cellule. Chaque valeur d’emplacement de cellule est multipliée par la résolution de cellule (avec également une compensation simultanée pour mouvement diagonal) afin d’obtenir le coût total du passage à travers la cellule.

    Les valeurs du raster de coût peuvent être des entiers ou valeurs à virgule flottante, mais elles ne peuvent pas être négatives ni nulles (un coût ne peut pas être négatif ou nul). Si le raster de coût contient des valeurs nulles et que ces valeurs représentent des superficies de plus faible coût, remplacez les valeurs nulles par une petite valeur positive (par exemple, 0,01) avant d'exécuter cet outil.

    Pour en savoir plus sur les surfaces de coût, reportez-vous à la rubrique Ajuster la distance parcourue à l’aide d’une surface de coût dans l’aide de l’extension Spatial Analyst pour ArcGIS Pro.

Paramètres de chemin

Le groupe Path settings (Paramètres de chemin) inclut les paramètres suivants :

• Le paramètre Distance method (Méthode de distance) indique si la distance est calculée avec une méthode plane (Terre plate) ou géodésique (ellipsoïde).

  • Planar (Planaire) : le calcul est effectué sur une surface plane projetée à l’aide d’un système de coordonnées cartésiennes 2D. Il s’agit de la méthode par défaut.
  • Geodesic (Géodésique) : le calcul de la distance s’opère sur l’ellipsoïde. Les résultats ne changent pas, quelle que soit la projection en entrée ou en sortie.

• Le paramètre Connections within regions (Connexions à l’intérieur des régions) indique si les chemins continuent et se connectent au sein des régions en entrée.

  • Generate connections (Générer des connexions) : les chemins continueront dans les régions en entrée pour connecter tous les chemins qui pénètrent dans une région. Il s’agit de la méthode par défaut.
  • No connections (Aucune connexion) : les chemins s’arrêteront aux tronçons des régions en entrée et ne continueront pas ou ne se connecteront pas à l’intérieur.

Couches de résultats

Le groupe Result layers (Couches de résultat) comprend les paramètres suivants :

• Le paramètre Output optimal connections line name (Nom de ligne des connexions optimales en sortie) correspond au nom de la couche en sortie qui contient le réseau optimal résultant de chemins connectant les régions en entrée.

  Le nom doit être unique. Si une couche du même nom existe déjà dans votre organisation, l’outil échoue et vous êtes invité à utiliser un autre nom.

• Le groupe Optional layers (Couches facultatives) comprend les paramètres suivants :

  • Le paramètre Output neighboring connections line name (Nom de ligne des connexions voisines en sortie) correspond au nom de la couche en sortie facultative qui contient les chemins résultants entre chaque région et chacun de ses voisins les plus proches en matière de coût ou de distance.

    Le nom doit être unique. Si une couche du même nom existe déjà dans votre organisation, l’outil échoue et vous êtes invité à utiliser un autre nom.

• Le paramètre Save in folder (Enregistrer dans un dossier) indique le nom d’un dossier de My content (Mon contenu) dans lequel est enregistré le résultat.

Limitation

Le bouton Draw input features (Dessiner des entités en entrée) n’est pas disponible dans Scene Viewer.

Environnements

Les paramètres d’environnement d’analyse sont des paramètres supplémentaires qui affectent les résultats d’un outil. Vous pouvez accéder aux paramètres d’environnement d’analyse de l'outil à partir du groupe de paramètres Environment settings (Paramètres d'environnement).

Cet outil respecte les environnements d'analyse suivants :

• Système de coordonnées en sortie
• Transformations géographiques
• Etendue de traitement

  Remarque :

  L’étendue de traitement par défaut correspond à l’étendue Full extent (Vue générale). Ce paramètre par défaut diffère de Map Viewer Classic, où Use current map extent (Utiliser l’étendue courante de la carte) est activé par défaut.

• Raster de capture
• Taille de cellule
• Masque

Crédits

Cet outil consomme des crédits.

Utilisez le paramètre Estimate credits (Estimer les crédits) pour calculer le nombre de crédits requis pour exécuter l’outil. Pour plus d’informations, reportez-vous à la rubrique Comprendre les crédits pour l’analyse spatiale.

Sorties

Cet outil comprend les sorties suivantes :

• La couche Output optimal connections line name (Nom de ligne des connexions optimales en sortie) identifie le réseau optimal de chemins connectant chacune des régions en entrée.

  Le réseau résultant connecte les régions de moindre coût ou de plus courte distance possible. À l'aide du réseau, un voyageur peut atteindre toute région depuis toute autre région (éventuellement par l'intermédiaire d'une autre région).

  Chaque chemin (ou ligne) est numéroté de manière unique et les champs supplémentaires suivants dans la table attributaire stockent des informations spécifiques concernant le chemin :

  • Pathid : identifiant unique du chemin
  • Pathcost : distance ou coût cumulé total du chemin
  • Region1 : première région à laquelle le chemin se connecte
  • Region2 : autre région à laquelle le chemin se connecte

  Ces informations permettent de mieux comprendre les chemins du réseau.

  Comme chaque chemin est représenté par une ligne unique, plusieurs lignes seront présentes aux emplacements où les chemins empruntent le même itinéraire.

  Le réseau en sortie optimal est créé à partir des chemins produits dans les connexions voisines facultatives en sortie. Les chemins des connexions voisines facultatives en sortie sont convertis en théorie des graphes. Les régions sont les sommets, les chemins sont les tronçons et les distances ou coûts cumulés sont les pondérations des tronçons. L'arbre couvrant de poids minimal est calculé à partir de la représentation graphique des chemins pour déterminer le réseau du chemin de moindre coût nécessaire pour se déplacer entre les régions.

  Si aucune surface de coût n’est spécifiée, les voisins sont identifiés par la distance euclidienne. Lorsque tel est le cas, le voisin le plus proche d’une région est le plus proche en termes de distance. Lorsqu’une surface de coût est fournie, les voisins sont identifiés par la distance de coût et le voisin le plus proche d’une région est celui accessible au moindre coût. Une opération d'allocation de distance de coût est effectuée pour identifier les régions voisines entre elles.

  Si l'option Generate connections (Générer des connexions) est spécifiée pour le paramètre Connections within regions (Connexions à l’intérieur des régions), chaque chemin optimal atteint d'abord la limite extérieure du polygone ou de la région multicellulaire. Du périmètre de la région, l'outil prolonge les chemins à travers la région avec des segments de lignes supplémentaires pour créer des points d'entrée et de sortie entre les régions et permettre un déplacement au sein de ces dernières. Il n'existe aucun coût ou distance de déplacement supplémentaire le long de ces segments de lignes.

  Selon la configuration des régions en entrée et leurs voisins d'allocation, un chemin peut passer à travers une région intermédiaire pour atteindre une région voisine. Ce chemin supporte des coûts lors de son passage à travers cette région intermédiaire.

• La couche Output neighboring connections line name (Nom de ligne des connexions voisines en sortie) identifie les chemins entre chaque région et chacun de ses voisins les plus proches en matière de coût ou de distance.

  Chaque chemin (ou ligne) est numéroté de manière unique et les champs supplémentaires suivants dans la table attributaire stockent des informations spécifiques concernant le chemin :

  • Pathid : identifiant unique du chemin
  • Pathcost : distance ou coût cumulé total du chemin
  • Region1 : première région à laquelle le chemin se connecte
  • Region2 : autre région à laquelle le chemin se connecte

  Ces informations vous permettent de mieux comprendre les chemins du réseau et sont utiles pour identifier les chemins à supprimer, le cas échéant.

  Comme chaque chemin est représenté par une ligne unique, plusieurs lignes seront présentes aux emplacements où les chemins empruntent le même itinéraire.

  Vous pouvez utiliser les connexions voisines facultatives en sortie en tant qu'alternative au réseau de l'arbre couvrant de poids minimal. Cette sortie connecte chaque région à ses régions voisines de moindre coût ou distance, ce qui génère un réseau plus complexe comportant de nombreux chemins. La couche d'entités peut être utilisée telle quelle ou en tant que base pour créer un réseau.

Conditions d’utilisation

Cet outil requiert le type d’utilisateur et les configurations suivants :

• Type d’utilisateur Professional ou Professional Plus
• Rôle d’éditeur, de facilitateur ou d’administrateur, ou rôle personnalisé équivalent avec le privilège Imagery Analysis (Analyse d’images)

Bibliographie

• Douglas, D. "Least-cost Path in GIS Using an Accumulated Cost Surface and Slopelines", Cartographica: The International Journal for Geographic Information and Geovisualization, 1994, Vol. 31, No. 3, DOI: 10.3138/D327-0323-2JUT-016M
• Goodchild, M.F. "An evaluation of lattice solutions to the problem of corridor location", Environment and Planning A: Economy and Space, 1977, Vol. 9, pages 727-738
• Sethian, J.A.. "Level Set Methods and Fast Marching Methods", Evolving Interfaces in Computational Geometry, Fluid Mechanics, Computer Vision, and Materials Science, Cambridge University Press, 2nd Edition, 1999
• Warntz, W. "Transportation, Social Physics, and the Law Of Refraction", The Professional Geographer, 1957, Vol. 9, No. 4, pages 2-7
• Zhao, H. "A fast sweeping method for Eikonal equations", Mathematics off Computation, 2004, Vol. 74, No, 250, pages 603-627

Ressources

Référez-vous aux ressources suivantes pour en savoir plus :

• Fonctionnement de l'outil Optimal Region Connections (Connexions optimales des régions) dans ArcGIS Pro
• Connexions optimales des régions dans ArcGIS REST API
• optimal_region_connections dans ArcGIS API for Python
• Connexions optimales des régions dans ArcGIS Pro avec l’extension Analyse raster
• Connexions optimales des régions dans ArcGIS Pro avec l’extension Spatial Analyst