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Una volta calcolata la distanza in linea retta regolata, è possibile utilizzare le caratteristiche dell'origine per controllare il tasso con cui si raggiunge la distanza. È anche possibile utilizzare la superficie di costo, il fattore verticale e il fattore orizzontale per controllare il tasso.
La formula generale per il calcolo del tasso con cui si riscontra la distanza in linea retta regolata è:
Le Caratteristiche del componente viaggiatore (le caratteristiche dell'origine) includono il costo iniziale per il viaggiatore, le sue capacità e il moltiplicatore che può essere utilizzato per controllare la modalità di viaggio. Un esempio di origine sono più stazioni delle guardie forestali. Ogni stazione può avere un numero diverso di agenti stazionati in esse. Gli agenti di una stazione possono utilizzare veicoli fuoristrada (ATV), mentre quelli di un'altra stazione possono essere a piedi. Di conseguenza, le diverse stazione hanno diverse capacità di copertura. Se le caratteristiche di origine non sono controllate, le origini vengono trattate come se avessero le stesse caratteristiche. Di conseguenza, la vera interazione di distanza non viene acquisita.
Il tasso con cui si raggiunge la distanza in linea retta regolata può variare se ci si muove dall'origine o verso l'origine. Ciò è particolarmente vero quando in combinazione con altri fattori di controllo del tasso, come i fattori verticale e orizzontale. Il parametro caratteristica di origine Direzione di viaggio controlla la direzione del viaggio.
Come mostra la formula precedente, il moltiplicatore nelle Caratteristiche del componente viaggiatore è di fatto un moltiplicatore; le unità del moltiplicatore devono essere coerenti rispetto alle unità negli altri fattori di controllo della velocità nell'analisi della distanza.
Esempi d'uso delle caratteristiche dell'origine
Le caratteristiche dell'origine possono essere utilizzate per risolvere alcuni problemi, come i seguenti:
- Determinare l'area su cui può essere effettuata la ricerca di un escursionista disperso da due stazioni forestali che utilizzano diverse modalità di viaggio, veicoli fuoristrada in una e soccorritori a piedi nell'altra.
- Scoprire fino a che punto i gruppi di soccorritori possono cercare una persona scomparsa quando c'è un numero diverso di ricercatori nelle varie stazioni. La stazione con il numero maggiore di soccorritori può coprire la maggior parte del territorio.
- Definire dove posizionare le stazioni di rifornimento per i veicoli di soccorso medico che devono percorrere lunghe distanze per raggiungere un obiettivo remoto in un'operazione di aiuto umanitario.
- Analizzare il tempo necessario per raggiungere un incendio remoto tenendo conto dei 16 minuti medi necessari ai vigili del fuoco per preparare le loro attrezzature.
- Quando si determinano le stazioni di rifornimento per i veicoli ATV o i veicoli di supporto, tenere conto del consumo aggiuntivo di carburante su terreni difficili.
Incorporare le caratteristiche di origine
Distance analysis can be divided conceptually into the following related functional areas:
- Calculate straight-line distance and optionally adjust the calculations with a barrier or surface raster.
- Una volta calcolata la distanza in linea retta, determinare facoltativamente il tasso a cui verrà raggiunta la distanza tramite superficie di costo, caratteristiche di origine, fattore verticale e fattore orizzontale. Creare il raster della distanza cumulativa.
- Connect regions over the resulting accumulative distance surface using an optimal network, specific paths, or a corridor.
Dalla seconda area funzionale, determinare la velocità con cui si raggiungerà la distanza attraverso le caratteristiche della sorgente come illustrato di seguito. Lo scenario prevede un insieme di quattro stazioni della guardia forestale (punti viola) e alcuni fiumi (linee blu).
Gli ATV sono stati acquistati per gli agenti nella stazione nel territorio verde acqua (Valore = 4). I ranger sugli ATV possono coprire la distanza a una velocità maggiore in modo da poter coprire un territorio più ampio.
Creare una mappa della distanza usando le caratteristiche di origine
Utilizzare lo strumento Accumulo distanza per creare una mappa con caratteristiche di origine.
- Aprire lo strumento Accumulo distanza.
- Fornire un'origine per il parametro Raster di input o dati feature di origine.
- Assegnare un nome al raster distanza di output.
- Espandere la categoria Caratteristiche delle origini.
- Compilare le caratteristiche adeguate (Accumulo iniziale, Accumulo massimo, Moltiplicatore da applicare al costo e Direzione di viaggio).
- Specificare se la caratteristica sarà un valore singolo (Double) o utilizzerà un campo (Campo).
- Fare clic su Esegui.
Le caratteristiche di origine influenzano il tasso a cui si raggiunge la distanza
Le caratteristiche di origine consentono di definire gli attributi del viaggiatore nelle diverse posizioni di origine e controllare quanto segue:
- Accumulo iniziale: ad esempio, se il costo è il tempo, il tempo che verrà impiegato per preparare il veicolo prima che il viaggiatore parta dall'origine.
- Accumulo massimo: ad esempio, quanto tempo può viaggiare l'ATV prima di dover fare rifornimento.
- Moltiplicatore da applicare ai costi: ad esempio, un agente su un ATV può coprire più unità di distanza a un tasso maggiore rispetto a uno a piedi. La differenza nella modalità di viaggio può essere acquisita tramite un moltiplicatore.
- Direzione di viaggio: identifica se il viaggiatore viaggia da o verso l'origine. Quando viene utilizzata una direzione di viaggio con i fattori verticale e orizzontale, i risultati possono essere molto diversi.
Le caratteristiche di origine possono essere identificate da un singolo valore applicato a tutte le origini. Possono inoltre essere identificate da un campo nella tabella attributi associato alle origini. In tal caso, ogni valore viene applicato all'origine corrispondente. Di seguito viene mostrato un esempio di questa tabella attributi.
| OBJECTID | Forma | ID | Moltiplicatore | Costo iniziale | Capacità |
|---|---|---|---|---|---|
1 | Punto | 1 | 3 | 50 | 170000 |
2 | Punto | 2 | 2 | 60 | 160000 |
3 | Punto | 3 | 3 | 50 | 155000 |
4 | Punto | 4 | 1 | 150 | 160000 |
5 | Punto | 5 | 3 | 40 | 130500 |
6 | Punto | 6 | 1,5 | 170 | 185000 |
7 | Punto | 7 | 1 | 120 | 190000 |
8 | Punto | 8 | 3,5 | 60 | 160000 |
Le sezioni seguenti descrivono ciascuna caratteristica di origine seguita da un caso d'uso.
Accumulo iniziale
Un Accumulo iniziale o costo di partenza può essere identificato da un singolo valore, che verrà aggiunto a ciascuna delle origini. Di conseguenza, l'Accumulo iniziale specificato è il costo di partenza da un'origine invece di zero.
Se i costi iniziali variano per le diverse origini, essi sono i costi fissi associati alle origini.
Le unità del costo dell'Accumulo iniziale devono essere le stesse di quelle del costo cumulativo nell'analisi della distanza di costo. Se una superficie di costo basata sul tempo è un input dello strumento Accumulo distanza, il costo di Accumulo iniziale deve essere in unità temporali. Quando le unità di costo sono basate su una scala di costo di preferenza soggettiva e relativa, non è semplice specificare un valore di accumulazione iniziale significativo; tuttavia, il costo iniziale deve essere relativo alla scala soggettiva.
Caso d'uso: tempo necessario per prepararsi prima di lasciare l'origine.
Accumulo massimo
L'Accumulo massimo o capacità può essere definito per ciascuna origine (o le modalità di viaggio dall'origine) da un singolo valore o da un campo. I calcoli continuano fino a quando la capacità di ogni origine viene raggiunta. L'allocazione della distanza di output può essere diversa se il parametro di capacità è impostato, mentre non lo è se non è impostato. Ovvero, se un'origine con una capacità bassa è vicina a un'origine con una capacità elevata, l'origine ad alta capacità può catturare alcune delle celle dell'allocazione originaria dell'origine a capacità inferiore quando non è stata impostata alcuna capacità, ma solo quelle celle che hanno un costo cumulativo maggiore della capacità definita per l'origine con la capacità inferiore.
Per Accumulo iniziale, le unità di costo specificate in Accumulo massimo devono essere le stesse di quelle dell'analisi di costo. Potrebbe essere difficile specificare un valore preciso di Accumulo massimo (capacità) quando le unità di costo si trovano in una scala di costo soggettiva relativa. Ad esempio, cosa significa una capacità di 500.000 unità di preferenza? Cinque ore in una scala di costi assoluti sono più facili da giustificare.
Caso d'uso: identificare le posizioni potenziali per le stazioni di rifornimento per i veicoli di soccorso in un'area remota.
Moltiplicatore da applicare ai costi
Diverse modalità di viaggio o diverse grandezze in un'origine consentono un aumento o una diminuzione della velocità di movimento o della copertura sulla superficie del costo. Queste caratteristiche aumentano o diminuiscono il tasso di movimento attraverso una cella.
Caso d'uso 1: diverse modalità di viaggio da ogni origine, come l'utilizzo degli ATV rispetto agli agenti a piedi.
Caso d'uso 2: diversa magnitudine di risorse in ciascuna origine, come il diverso numero di soccorritori in ciascuna stazione che cercano una persona dispersa. La stazione con più soccorritori può coprire più territorio in meno tempo.
La modalità o magnitudine può essere implementata usando il moltiplicatore di costo. Gli ATV avranno un moltiplicatore più basso in relazione agli agenti a piedi, in quanto gli ATV possono sormontare i costi con una velocità più elevata.
Più soccorritori in cerca di una persona dispersa possono coprire un'area maggiore rispetto a meno soccorritori. Il costo riscontrato da un'origine, basato sul numero di soccorritori, può essere controllato tramite un moltiplicatore relativo. Più soccorritori in un'origine possono avere un moltiplicatore inferiore rispetto a un'origine con meno soccorritori poiché possono coprire un'area maggiore (superare la distanza più velocemente).
Nello scenario della modalità di viaggio, ATV o a piedi, il tempo è l'unità nell'analisi. Nello scenario del numero di soccorritori, le unità di costo iniziali possono essere il tempo, ma quando si applica il moltiplicatore, le unità vengono posizionate su una scala relativa soggettiva.
Poiché questa caratteristica di origine è un moltiplicatore e si sta eseguendo un'analisi del costo minore, la logica potrebbe sembrare inversa. Se si viaggia a piedi, il viaggiatore copre la distanza a una velocità inferiore. Per acquisire questa interazione, è possibile rallentare il viaggiatore aumentando il costo di spostamento attraverso ogni cella. Poiché un ATV può coprire la distanza a una velocità maggiore, è possibile acquisire questa interazione usando un moltiplicatore più basso per consentire al viaggiatore di coprire il costo inferiore più rapidamente.
Prestare attenzione quando si specificano le unità e il moltiplicatore per acquisire la modalità di viaggio o la quantità di viaggiatori. Nell'esempio della modalità di viaggio, le unità rientrano in una scala di costo assoluta: il tempo. Il moltiplicatore deve essere relativo alla modalità più rapida: l'ATV. Poiché viaggiare a piedi è più lento, è possibile acquisire ciò usando un moltiplicatore più grande. Il moltiplicatore aumenta i costi, rendendo più lungo viaggiare attraverso ogni unità della mappa quando si viaggia a piedi. I moltiplicatori applicati devono essere relativi l'uno con l'altro e la modalità più rapida in genere determina il moltiplicatore di base più basso. Identificare i moltiplicatori per acquisire la differenza nella velocità in base alla modalità può essere difficile.
Inoltre, se una superficie di costo è stata inserita e, ad esempio, le unità sono basate sul tempo, tale superficie di costo sarà utilizzata per il movimento in ATV e a piedi. Poiché è presente solo una superficie di costo di input, si presume che entrambe le modalità di viaggio rispondano alle stesse feature e alle stesse assegnazioni di costi relativi.
Direzione di viaggio
Questa caratteristica di origine consente di specificare la direzione del viaggio del viaggiatore. L'opzione Viaggia da origine simula la partenza del viaggiatore dall'origine e lo spostamento verso l'esterno, ovvero le posizioni non di origine. L'opzione Viaggia verso origine simula la partenza del viaggiatore da tutte le posizioni non di origine e lo spostamento verso l'origine. Anche la direzione di viaggio influisce sul fattore verticale e il fattore orizzontale.
I calcoli di Viaggia verso origine e Viaggia da origine sono essenzialmente inversi.
Quando si crea una rete ottimale, poiché solo una superficie di costo viene inserita nello strumento Connessioni ottimali di regione, il parametro Direzione di viaggio non è accessibile. Quando si crea un corridoio, i fattori verticale e orizzontale non possono essere utilizzati, pertanto il parametro Direzione di viaggio non avrà alcun effetto. In entrambe le situazioni la direzione di movimento è irrilevante. Tuttavia, il parametro Direzione di viaggio insieme ai fattori verticale e orizzontale possono essere applicati ai percorsi creati dagli strumenti Percorso ottimale come linea e Percorso ottimale come raster.
Caso d'uso 1: per ragioni di sicurezza, le linci preferiscono le posizioni lontane dalle strade.
Caso d'uso 2: le linci preferiscono le posizioni da cui è più facile raggiungere un torrente.
Ulteriori informazioni
Le seguenti sezioni contengono ulteriori informazioni riguardanti le caratteristiche di origine.
Includere il vento nell'analisi
È possibile utilizzare lo strumento Accumulo distanza per creare una superficie di costo cumulativo dai costi determinati dalla direzione del vento.
Quando si includono fattori quali il vento, le correnti e le pendenze, determinare se il movimento avverrà dalle celle di origine verso altre celle, o vice versa, prima di iniziare.
Per includere solo la direzione del vento nella superficie cumulativa di output, è possibile codificare gli azimut della direzione del vento (in senso orario 0-360 da nord; sia 0 che 360 vengono considerati come nord) nel raster orizzontale di input. Nell'immagine seguente viene mostrato un raster orizzontale 10 per 10. Esso ha un valore di cella costante di 90 e rappresenta il vento che soffia verso est con una velocità uniforme sull'area di studio.
Non utilizzare la velocità del vento come frizione in una superficie di costo, poiché in una superficie di costo il costo è lo stesso indipendentemente dalla direzione di viaggio attraverso una cella. Non è necessaria una superficie di costo frizione.
È possibile fare in modo che il costo del movimento sia variabile in base alla direzione del vento, ma non è possibile variare il costo del movimento sia per la direzione che per la velocità del vento.
Percorso dall'origine
In questo scenario, si applicano i seguenti presupposti di movimento:
- Si è posizionati sul singolo punto d'origine (il punto ciano selezionato al centro del raster nell'immagine sottostante).
- È più facile muoversi a favore del vento ed è impossibile muoversi contro vento o in angolo retto rispetto a esso.
- Si desidera calcolare il costo accumulato dalla cella di origine a ogni altra cella nell'area di studio.
In questo scenario, il parametro Fattore orizzontale è impostato su Avanti. Il parametro Direzione di viaggio è impostato su Viaggio da origine. Il risultato viene mostrato di seguito. Il raster della distanza cumulativa di output viene definito solo nelle aree che possono essere raggiunte viaggiando a favore (o quasi a favore) del vento.
Nell'immagine precedente, la singola origine è il punto selezionato al centro e si desidera conoscere qual è il costo per raggiungere le altre celle nell'area di studio. La superficie di costo accumulato mostra che è possibile solamente muoversi a favore del vento ed è più facile muoversi direttamente verso est.
Effettuare lo zoom sulla singola cella di origine e sui suoi otto vicini per vedere come l'Accumulo distanza trasforma la direzione del vento nel costo di viaggio (ovvero il peso).
Da tale origine, è possibile muoversi in otto direzioni per raggiungere una cella vicina ed è necessario determinare il costo per tale spostamento. Ogni scelta ha un angolo diverso relativo alla direzione del vento di ogni cella.
In questo caso, l'unica cosa che influisce sul costo del passaggio è la direzione del vento. Ogni direzione di passaggio ha un angolo con la direzione di movimento preferita, che in questo caso è la direzione del vento. Questo angolo deve essere calcolato per ogni cella vicina. Si tratta dell'angolo di movimento orizzontale relativo (HRMA), poiché è la direzione di movimento relativa a un valore di azimut memorizzata nel raster orizzontale.
Una volta identificato l'HRMA, viene applicata una funzione di fattore orizzontale che trasforma l'HRMA in un peso. In questo esempio viene utilizzata la funzione Avanti del fattore orizzontale. Per ulteriori informazioni, consultare Regolare la distanza raggiunta usando un fattore orizzontale.
L'HRMA e la funzione di fattore orizzontale vengono valutate due volte per ciascuno dei passaggi: una per la direzione del vento sulla cella di origine (dal centro dell'origine al bordo della cella) e una per la direzione sulla cella vicina (dal bordo della cella di origine al centro della cella vicina). I calcoli simulano il movimento verso l'esterno dalla cella di origine e verso la cella vicina. Viene calcolata la media dei due risultati per ottenere il peso orizzontale da utilizzare nel calcolo del costo di un passaggio nella cella adiacente.
Percorso verso l'origine
In questo scenario, il singolo punto di origine rappresenta una posizione che si desidera raggiungere da altri punti nell'area di studio. Tutti gli input di Accumulo distanza rimangono gli stessi, eccetto il fatto che è possibile scegliere Viaggia verso origine per il parametro Direzione di viaggio. L'immagine sottostante mostra il risultato, il quale è diverso dal risultato dello scenario precedente.
Con Viaggia da origine, la superficie di costo cumulativo viene espansa all'esterno a partire dall'origine e visitando tutte le altre celle. Con Viaggia verso origine, il calcolo dell'HRMA è diverso, quindi l'output della funzione di fattore orizzontale applicato all'HRMA è anch'esso diverso. L'HRMA è il supplemento geometrico dell'HRMA calcolato nello scenario di Viaggia da origine, come mostrato di seguito.
Lo strumento Accumulo distanza può regolare il costo di movimento attraverso una cella in base alla direzione in cui è più facile muoversi attraverso la cella. Questo calcolo può produrre diversi risultati a seconda della direzione di movimento scelta: da un'origine verso altre celle o da altre celle verso l'origine.
La logica tra la Direzione di viaggio e il fattore orizzontale può essere applicata alla Direzione di viaggio e il fattore verticale. Tuttavia, invece di tenere conto delle influenze orizzontali, il fattore verticale determina il costo per superare i cambiamenti nelle elevazioni (pendenze) tra le celle.