Account per superficie nei calcoli della distanza

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Distanza il linea retta può essere alterata quando è presente una barriera e quando è specificato un raster di superficie. Un raster di superficie incorpora la distanza effettiva incontrata regolando gli alti e bassi nella superficie del paesaggio. Una volta identificata la distanza in linea retta regolata, è possibile determinare la velocità con cui un viaggiatore incontra la distanza. La distanza in linea retta regolata deve essere precisa per catturare il vero movimento del viaggiatore.

La distanza in linea retta di base senza un raster di superficie o una barriera applicata teoricamente modella il viaggiatore come se stesse volando appena sopra la superficie. Quando la superficie del paesaggio è incorporata nei calcoli della distanza, tiene conto della distanza aggiuntiva che il viaggiatore coprirà perché si sta muovendo sulle ondulazioni del paesaggio. La superficie del paesaggio è identificata da un raster di superficie ed è tipicamente una superficie di elevazione.

Distanza in linea retta rispetto a distanza in superficie.

L'immagine seguente illustra come vengono eseguiti i calcoli generali. Poiché il percorso dal punto A al punto B è in salita, il viaggiatore deve viaggiare più lontano che se il percorso fosse pianeggiante. La distanza che verrebbe percorsa è indicata come la distanza di superficie.

Un escursionista che cammina su un pendio fa più passi che su un terreno pianeggiante.

A meno che la cella non sia piatta, il raster di superficie aumenterà sempre la distanza per attraversarla.

La velocità con cui si incontra la distanza regolata può essere controllata da una superficie di costo, dalle caratteristiche di origine, da un fattore verticale e da un fattore orizzontale. Se viene specificato uno di questi fattori, la distanza per spostarsi attraverso una cella (regolata per il raster di superficie) viene moltiplicata per il costo associato alla cella.

La distanza di superficie non deve essere confusa con il fattore verticale. La distanza di superficie aumenta la distanza effettiva che il viaggiatore percorrerà. Il fattore verticale è lo sforzo per superare le pendenze che il viaggiatore incontra quando si sposta nel paesaggio.

Esempi di utilizzo di raster di superficie

Un raster di superficie può essere utilizzato per aiutare a risolvere vari scenari, come i seguenti:

• Determina quanta acqua sarà necessaria per proteggere un quartiere in un'area montuosa da un incendio di arbusti che avanza quando devi spruzzare un buffer di protezione in linea retta di 500 metri intorno alle case. È necessario determinare la superficie effettiva che deve essere coperta.
• Determina la distanza effettiva che deve essere percorsa dai soccorritori per raggiungere un escursionista ferito.
• Determina il numero di passi che registrerai sul tuo fitness tracker quando vai a correre.

Regola l'analisi della distanza in linea retta con un raster di superficie

Distance analysis can be divided conceptually into the following related functional areas:

• Calcola la distanza in linea retta e, in via opzionale, regola i calcoli con una barriera o un raster di superficie.
• Optionally determine the rate the distance will be encountered using a cost surface, source characteristics, vertical factor, and horizontal factor. Create the accumulative distance raster.
• Connect regions over the resulting accumulative distance surface using an optimal network, specific paths, or a corridor.

Dalla prima area funzionale, la distanza in linea retta viene regolata con un raster di superficie come illustrato di seguito. Lo scenario prevede un insieme di quattro stazioni della guardia forestale (punti viola) e alcuni fiumi (linee blu).

Mappa della distanza in linea retta che si adatta alle barriere. I ranger non possono attraversare i fiumi, quindi i fiumi fungono da barriere. Nota che la distanza aumenta dall'altro lato delle barriere.

Quando si regola anche la distanza in linea retta per la distanza di superficie, ci sono solo lievi cambiamenti spaziali nel raster complessivo, ma l'intervallo dei valori cambia.

La mappa della distanza viene regolata in base alla distanza di superficie effettiva percorsa. Come raster di superficie è stata immessa una superficie di elevazione. Notare nella legenda, i valori della distanza sono maggiori.

Creare un raster di distanza cumulativa che si adatta alla superficie

Per creare una mappa della distanza cumulativa che incorpori la distanza effettiva dalla superficie, completare i seguenti passaggi:

1. Aprire lo strumento Accumulo distanza.
2. Fornire un'origine per il parametro Raster di input o dati feature di origine.
3. Assegnare un nome al raster distanza di output.
4. Identificare il raster della superficie nel parametro Superficie raster di input
5. Specificare tutti gli altri parametri necessari.
6. Fare clic su Esegui.

Il raster di superficie influisce sul calcolo della distanza

Il raster della superficie di input viene utilizzato per determinare la distanza effettiva della superficie percorsa da una cella all'altra. La distanza dalla superficie è una regolazione della distanza in linea retta. I dati di elevazione vengono spesso utilizzati come raster della superficie di input.

Quando si individua un nuovo complesso edilizio, più l'edificio è vicino alle linee elettriche esistenti, meglio è. Nell'immagine seguente, per ogni cella è identificata la distanza dalla linea elettrica più vicina (linee blu). Più una cella è verde, più è vicina a una linea elettrica. La distanza è stata calcolata con una barriera, la linea di cresta (la linea viola), ma senza specificare un raster di superficie.

La distanza in linea retta viene adattata per tenere conto della distanza aggiuntiva necessaria per spostarsi intorno al rilievo (la barriera).

Nell'immagine seguente viene calcolata la stessa distanza, ma questa volta con un input raster di superficie specificato. Le due mappe sembrano simili ma le gamme sono diverse nelle loro legende. La distanza di superficie aumenta la distanza complessiva che deve essere percorsa.

La distanza in linea retta è regolata per le barriere e un raster di superficie. La mappa sembra molto simile alla mappa sopra con solo barriere, ma la portata è aumentata.

Se il paesaggio non è piatto, la distanza cumulativa è sempre maggiore quando viene fornito un raster di superficie. Quando vengono forniti anche uno o più fattori di controllo della velocità, una superficie di costo, una caratteristica della sorgente, un fattore verticale o un fattore orizzontale, una distanza maggiore significa che viene sostenuto un costo maggiore alla velocità determinata da questi fattori.

Il raster di superficie può influenzare la direzione opposta dell'output, la direzione di origine e i raster di allocazione distanza durante il calcolo della distanza in linea retta, in particolare su terreni accidentati. Quando vengono forniti input di superficie di costo, fattore verticale, fattore orizzontale e caratteristica della sorgente, questi tre output possono cambiare a seconda delle ondulazioni e della loro pendenza nel raster della superficie e della variazione della superficie di costo. Le posizioni ripide hanno una distanza di superficie maggiore e se la posizione ha un costo elevato, la distanza cumulativa dell'output finale e i valori associati possono aumentare in modo significativo.

Spesso lo stesso raster di elevazione utilizzato per il raster della superficie viene utilizzato anche come raster del fattore verticale.

Applicazioni aggiuntive che incorporano un raster di superficie

Di seguito sono riportate applicazioni di esempio in cui la distanza in linea retta viene regolata per tenere conto della distanza dalla superficie per risolvere problemi specifici.

Identificare la distanza di superficie più breve

Per calcolare la distanza superficiale più breve tra due punti, utilizzare uno dei punti come input per Accumulo distanza, insieme a una superficie di elevazione per il parametro Raster superficie di input. Utilizzare gli output della distanza cumulativa e della direzione opposta insieme al secondo punto, come input per lo strumento Percorso opzionale come linea. Il percorso generato sarà la distanza superficiale più breve dal primo punto.

Calcolare le distanze lungo una rete

Usando lo strumento Accumulo distanza con un raster di superficie, è possibile calcolare la distanza di superficie lungo una rete da un set di posizioni su tale rete. Questo può essere utile, ad esempio, per calcolare la distanza lungo i corsi d'acqua a monte dei misuratori di flusso o la distanza lungo le strade dalle fermate degli autobus. Gli indicatori di flusso o le fermate dell'autobus vengono forniti come origini e viene fornita una superficie di elevazione per il parametro Superficie raster di input. La rete su cui deve essere calcolata la distanza è fornita per il parametro Raster costi di Input. Il raster di costo avrà un valore pari a 1 assegnato a tutte le celle sulla rete e NoData a tutte le celle che non sono sulla rete.

Per ottenere risultati più accurati, impostare una dimensione di cella inferiore quando si rasterizza la rete per creare la superficie di costo. Quindi applicare un operatore di ispessimento alle versioni rasterizzate delle funzionalità di rete. Statistiche focali è un buon modo per addensare un raster che rappresenta una rete lineare. Allarga i percorsi nella rete raster preservando generalmente i valori delle singole celle sulla rete.

Viene mostrata la distanza lungo i fiumi dall'indicatore di flusso situato in alto a sinistra (punto ciano).

Calcola la distanza di viaggio effettiva tra le celle

Lo strumento applica il teorema di Pitagora per calcolare l'effettiva distanza percorsa tra due celle. Il teorema di Pitagora calcola la distanza effettiva della superficie come l'ipotenusa della distanza tra le celle e la differenza di elevazione.

La distanza effettiva del viaggio è calcolata dal teorema di Pitagora come l'ipotenusa (c) di un triangolo ad angolo retto con la base (a) come distanza tra le celle e l'altezza (b) come differenza di elevazione.

Se la distanza di costo viene calcolata rispetto a uno dei quattro vicini adiacenti, la lunghezza della base (a) è uguale alla dimensione cella (la distanza dal centro di una cella al centro di un'altra). Se la distanza di costo viene determinata rispetto a una cella diagonale, la base viene derivata dalla dimensione cella moltiplicata per circa 1,414214 (o, √2). Per determinare l'altezza (b) del triangolo, l'altezza della prima cella sul raster di superficie viene sottratta dall'altezza della seconda cella.

Questa è una descrizione concettuale dei calcoli. Per ulteriori dettaglia, vedere Algoritmo accumulo distanza.

Nota:

A volte, le unità lineari x e y di un raster di superficie di input possono differire dalle unità verticali. Tuttavia, le unità devono essere le stesse durante l'esecuzione dei calcoli. Per garantire che lo siano, lo strumento apporterà le modifiche necessarie per le seguenti situazioni:

• Se il raster della superficie di input è proiettato e dispone di un sistema di coordinate verticali (VCS), quando le unità differiscono, lo strumento converte le unità necessarie per assicurarsi che siano tutte uguali.
• Se il raster di superficie viene proiettato e non dispone di un VCS, si presume che le unità di superficie siano le stesse delle unità orizzontali.

Se il raster di superficie si trova in un sistema di coordinate (geografiche) non proiettato, come avere unità di gradi decimali, non usare il metodo di distanza Planare. Puoi usare il metodo Geodetico su un raster non proiettato. Se esiste un VCS associato, le unità verranno convertite in contatori se non lo sono già. Se non c'è VCS, si presume che i valori verticali siano metri. Tutti i calcoli in Geodetica sono in metri.