Geomorphon 地形 (Geomorphon Landforms) (Spatial Analyst)

Spatial Analyst のライセンスで利用可能。

サマリー

入力サーフェス ラスターの各セルの Geomorphon パターンを計算し、計算された Geomorphon を通常な地形タイプに分類します。

使用法

• Geomorphon は、ターゲット セルの周辺エリア内の標高差に基づく地形の表現です。 合計 498 個の一意の Geomorphon パターンが平地、山頂、尾根、肩、山脚、斜面、ホロー、麓部斜面、谷、ピットという一般的な 10 個の地形タイプに分類されます (Jasiewicz と Stepiski、2012)。

• [出力地形ラスター] (Python では out_landforms_raster) パラメーター値は一次出力になります。 これは、ルックアップ テーブルを使用した 10 個の地形タイプへの Geomorphon 分類の結果を表すラスターです。 Geomorphon パターンはオプションの出力で、保存するには、[出力 Geomorphons ラスター] (Python では out_geomorphons_raster) パラメーター値を指定します。 これは、Geomorphon パターンの一意の識別子を表すラスターです。 [出力地形ラスター] 値の地形以外の地形に Geomorphon を分類するために使用できます。

• ターゲット セルの周辺エリア、解析エリアは、[検索距離] (Python では search_distance) パラメーターと [スキップ距離] (Python では skip_distance) パラメーターによって決定されます。 これらのパラメーターは、ターゲット セルの Geomorphon パターンを計算するのに使用されるエリアの半径を定義します。 [スキップ距離] パラメーターは、解析エリアが始まるターゲット セルからの距離を指定します。 [検索距離] パラメーターは、エリアが及ぶ範囲を指定します。 [スキップ距離] パラメーター値は、[検索距離] パラメーター値よりも小さくする必要があります。

• [検索距離] パラメーターに大きい値を使用すると、結果は大きい解析エリアになり、周辺テレイン関する詳細な情報が提供され、大きい地形フィーチャの一部としてターゲット セルを分類する能力が改善されることがあります。 同時に、大きい値は小さい地形フィーチャを省略することがあります。 たとえば、セルは小さい解析エリア(小さい [検索距離] 値) の平地として分類できますが、広範な開成エリア (大きい [検索距離] 値) の谷として分類されることがあります。 [検索距離] パラメーターの値を小さくすると、大きい地形フィーチャが小さいフィーチャに分割され、それに合わせて分類される小さい解析エリアが生じます。

• [スキップ距離] パラメーターの値を指定すると、ターゲット セルから遠く離れたエリアにフォーカスが絞られ、滑らかな分類地形ラスターが生成されます。 [スキップ距離] の値を指定しないと、Geomorphon パターンを特定するときに、解析エリア内のすべての近傍セルが考慮されます。

• [平らなテレインの角度の閾値] (Python では angle_threshold) パラメーターは、表示されている周辺エリアが平地と見なされる見通し線の角度の差を指定します。 [平らなテレインの角度の閾値] パラメーター値を求めるときは、[入力サーフェス ラスター] パラメーター値のセル サイズを考慮してください。 たとえば、1 度の差は、セル サイズが大きい入力ラスターの数メートルの標高差を意味します。 [平らなテレインの角度の閾値] パラメーター値が大きいと、さらに多くのエリアが平地として特定されます。

• [Z 単位] (Python では z_unit) 値を指定すると、Geomorphon パターンと地形分類に使用される標高差と見通し点の角度を的セルに計算できます。

  入力ラスターの鉛直座標系では、Z 単位が使用できる場合は自動的に適用されます。 入力サーフェス ラスターで入力ラスターの Z 単位がない場合は定義することをおすすめします。 Z 単位の指定には、[投影法の定義 (Define Projection)] ツールを使用できます。 鉛直座標が定義されていない場合、デフォルトでメートルが使用されます。 このツールは、各基本方向の見通し線の角度の計算に基づいて指定された Z 単位が正しくないと、警告を発します。 たとえば、DEM 標高値はメートル単位だが、[Z 単位] パラメーターにセンチメートルが指定されている場合、テレインは平地と見なされ、地形が正しく分類されなくなります。

• サーフェス ラスターの NoData セルは無視され、[出力地形ラスター] と [出力 Geomorphons ラスター] パラメーター値で NoData が割り当てられます。

• 参考文献:

  • Jasiewicz, J and Stepinski, T. J., Geomorphons - a pattern recognition approach to classification and mapping of landforms, Geomorphology, 182, January 15, 2013: 147-56. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2012.11.005

パラメーター

ダイアログ

ラベル	説明	データ タイプ
入力サーフェス ラスター	入力サーフェス ラスター。	Raster Layer
出力 Geomorphons ラスター (オプション)	各 Geomorphon パターンに一意の識別子が割り当てられます。出力 Geomorphons ラスターのセルごとに格納されます。 出力のタイプは整数です。	Raster Dataset
平らなテレインの角度の閾値 (オプション)	その値よりも下のターゲット セルは平地と見なされる角度の閾値 (度)。 デフォルト値は 1 度です。 解像度が低い DEM ではデフォルトよりも大きい値を指定することをお勧めします。	Double
距離単位 (オプション)	[検索距離] と [スキップ距離] の各パラメーターに使用される距離単位を指定します。 距離は、指定した単位またはセルの数で計測されます。 デフォルトは [セル] です。 セル—距離の単位はセルです。 メートル—距離の単位はメートルです。 センチメートル—距離の単位はセンチメートルです。 キロメートル—距離の単位はキロメートルです。 インチ—距離の単位はインチです。 フィート—距離の単位はフィートです。 ヤード—距離の単位はヤードです。 マイル—距離の単位はマイルです。	String
検索距離 (オプション)	Geomorphon パターンの特定に使用されるエリアの半径を定義するターゲット セルからの距離。 デフォルト値は 10 です。 分類する地形のタイプとサイズに一致する検索距離の値を使用します。	Double
スキップ距離 (オプション)	解析エリアが始まるターゲット セルからの距離。 この距離に収まる近傍セルはスキップされ、Geomorphon パターンの特定には寄与しません。 各セルの分類は、ターゲット セル中心からスキップ距離内の近傍セルを評価することにより決定されます。	Double
Z 単位 (オプション)	鉛直方向の Z 値の距離単位を指定します。 これは、鉛直座標系で定義されます (存在する場合)。 鉛直座標系が存在しない場合、正しい測地線の計算を実現するために、単位リストを使用して Z 単位を定義します。 デフォルトはメートルです。 インチ—距離単位はインチになります。 フィート—距離単位はフィートになります。 ヤード—距離単位はヤードになります。 US マイル—距離単位はマイルになります。 海里—距離単位は海里になります。 ミリメートル—距離単位はミリメートルになります。 センチメートル—距離単位はセンチメートルになります。 メートル—距離単位はメートルになります。 キロメートル—距離単位はキロメートルになります。 デシメートル—距離単位はデシメートルになります。	String

戻り値

ラベル	説明	データ タイプ
出力地形ラスター	出力分類地形ラスター 出力のタイプは整数です。 各値は特定の地形タイプに対応します。平地 - セル値 1、山頂 - セル値 2、尾根 - セル値 3、肩 - セル値 4、山脚 - セル値 5、斜面 - セル値 6、ホロー - セル値 7、麓部斜面 - セル値 8、谷 - セル値 9、ピット - セル値 10。	Raster

Python

GeomorphonLandforms(in_surface_raster, {out_geomorphons_raster}, {angle_threshold}, {distance_units}, {search_distance}, {skip_distance}, {z_unit})

名前	説明	データ タイプ
in_surface_raster	入力サーフェス ラスター。	Raster Layer
out_geomorphons_raster (オプション)	各 Geomorphon パターンに一意の識別子が割り当てられます。出力 Geomorphons ラスターのセルごとに格納されます。 出力のタイプは整数です。	Raster Dataset
angle_threshold (オプション)	その値よりも下のターゲット セルは平地と見なされる角度の閾値 (度)。 デフォルト値は 1 度です。 解像度が低い DEM ではデフォルトよりも大きい値を指定することをお勧めします。	Double
distance_units (オプション)	[検索距離] と [スキップ距離] の各パラメーターに使用される距離単位を指定します。 距離は、指定した単位またはセルの数で計測されます。 デフォルトは [セル] です。 search_distance と skip_distance の各パラメーターに使用される距離単位を指定します。 距離は、指定した単位またはセルの数で計測されます。 デフォルトは、CELLS です。 CELLS—距離の単位はセルです。 METERS—距離の単位はメートルです。 CENTIMETERS—距離の単位はセンチメートルです。 KILOMETERS—距離の単位はキロメートルです。 INCHES—距離の単位はインチです。 FEET—距離の単位はフィートです。 YARDS—距離の単位はヤードです。 MILES—距離の単位はマイルです。	String
search_distance (オプション)	Geomorphon パターンの特定に使用されるエリアの半径を定義するターゲット セルからの距離。 デフォルト値は 10 です。 分類する地形のタイプとサイズに一致する検索距離の値を使用します。	Double
skip_distance (オプション)	解析エリアが始まるターゲット セルからの距離。 この距離に収まる近傍セルはスキップされ、Geomorphon パターンの特定には寄与しません。 各セルの分類は、ターゲット セル中心からスキップ距離内の近傍セルを評価することにより決定されます。	Double
z_unit (オプション)	鉛直方向の Z 値の距離単位を指定します。 これは、鉛直座標系で定義されます (存在する場合)。 鉛直座標系が存在しない場合、正しい測地線の計算を実現するために、単位リストを使用して Z 単位を定義します。 デフォルトはメートルです。 INCH—距離単位はインチになります。 FOOT—距離単位はフィートになります。 YARD—距離単位はヤードになります。 MILE_US—距離単位はマイルになります。 NAUTICAL_MILE—距離単位は海里になります。 MILLIMETER—距離単位はミリメートルになります。 CENTIMETER—距離単位はセンチメートルになります。 METER—距離単位はメートルになります。 KILOMETER—距離単位はキロメートルになります。 DECIMETER—距離単位はデシメートルになります。	String

戻り値

名前	説明	データ タイプ
out_landforms_raster	出力分類地形ラスター 出力のタイプは整数です。 各値は特定の地形タイプに対応します。平地 - セル値 1、山頂 - セル値 2、尾根 - セル値 3、肩 - セル値 4、山脚 - セル値 5、斜面 - セル値 6、ホロー - セル値 7、麓部斜面 - セル値 8、谷 - セル値 9、ピット - セル値 10。	Raster

コードのサンプル

GeomorphonLandforms の例 1 (Python ウィンドウ)

次のサンプルは、Python ウィンドウでこのツールを使用する方法を示しています。

この例では、すべてのオプション パラメーターにデフォルト値を使用して、入力サーフェス ラスターから地形ラスターを生成します。

from arcpy.sa import *
outGeomorphonLandforms = GeomorphonLandforms("elevation_1m.tif", "", "", "", "", "", "")
outGeomorphonLandforms.save("C:/sapyexamples/output/outgeorphonlandforms01.tif")

GeomorphonLandforms の例 2 (スタンドアロン スクリプト)

次のサンプルは、スタンドアロン Python スクリプトでこのツールを使用する方法を示しています。

この例では、50 メートルの検索距離全体を計算した Geomorphon から分類された地形ラスターを生成し、ターゲット セルの 2 メートル以内のセルはスキップします。

# Name: GeomorphonLandforms_standalone.py
# Description: Calculates geomorphons over a search distance of 50 meters, skipping cells within 2 meters
# of the target cell. Terrain is considered flat if the difference between elevation angles is less or equal to 2 degrees.
# The calculated geomorphons are classified into landforms and saved as a raster. 
# Requirements: Spatial Analyst Extension

# Import system modules
import arcpy
from arcpy.sa import *

# Set environment settings
arcpy.env.workspace = "C:/sapyexamples/data"

# Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")

# Set local variables
inRaster = "elevation_1m.tif"
inAngleThreshold = 2
inDistanceUnits = "METERS"
inSearchDistance = 50
inSkipDistance = 2
inZunit = "METER"

# Execute the tool
outGeomorphonLandforms = GeomorphonLandforms(inRaster, "", inAngleThreshold, inDistanceUnits,
                                         inSearchDistance, inSkipDistance, inZunit)

# Save the output 
outGeomorphonLandforms.save("C:/sapyexamples/output/outgeomorphonlandforms02.tif")

環境

セル サイズ, セル サイズ投影法, 現在のワークスペース, 出力座標系, 範囲, マスク, スナップ対象ラスター