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A análise de distância é fundamental para a maioria das aplicações GIS. Em sua forma mais simples, a distância é uma medida de quão longe uma coisa está da outra. Uma linha reta é a medida mais curta possível da distância entre dois locais. No entanto, há outras coisas a considerar. Por exemplo, se houver uma barreira no caminho, você terá que contorná-la, o que aumenta a distância total para ir de um local a outro. Outra consideração é a textura da superfície, que pode aumentar a distância real percorrida se o terreno mudar de plano para terreno acidentado. Existem muitos outros fatores que podem influenciar o esforço necessário para ir de um ponto de partida a um ponto final. Alguns desses fatores incluem a inclinação do terreno, se você estará se movendo a favor ou contra o vento, o modo de transporte e os tipos de cobertura do solo que estão sendo atravessados. Há também uma diferença na medida da distância se os cálculos forem feitos usando um método planar ou geodésico.
A extensão Spatial Analyst fornece ferramentas que você pode usar para calcular a distância para uma variedade de cenários. As ferramentas têm vários parâmetros que você pode usar para aplicar vários modificadores à operação. Como resultado, você gera resultados mais precisos que podem ser usados para tomar melhores decisões analíticas.
A análise de distância pode ser dividida em duas tarefas principais:
- Calcule a distância até a fonte mais próxima ou mais barata.
- Conecte uma série de locais com caminhos ideais sobre uma superfície de distância.
Calcular distância
Há dois aspectos a considerar ao calcular a distância:
- Determine a que distância algo está.
- Uma vez determinada a distância, defina como essa distância é encontrada por um viajante.
Determinar a que distância algo está
Determinar a que distância uma coisa está da outra é o elemento básico do cálculo da distância. É a distância em linha reta ou euclidiana entre dois pontos. Para informações adicionais, consulte Calcular distância em linha reta.
No entanto, existem outros fatores que podem alterar o cálculo da distância em linha reta, incluindo barreiras e distância da superfície.
Uma barreira, como um rio, penhasco, rodovia ou prédio, é algo que o impede de viajar diretamente de um local para outro. Já que contornar a barreira significa que será mais longe para viajar, você pode desejar saber a distância mais curta possível. Para casos de uso e informações adicionais, consulte Considere as barreiras nos cálculos de distância.
A distância de superfície é a distância real no solo que deve ser percorrida ao se mover sobre a paisagem. Em comparação com a distância em linha reta, a distância da superfície é maior quando se considera as ondulações para cima e para baixo da superfície real do solo. Para casos de uso e informações adicionais, consulte Considere a superfície nos cálculos de distância.
Distância encontrada por um viajante
Como a distância é encontrada por um viajante é frequentemente a interação que interessa. Há sempre um viajante implícito. Esse viajante pode ser uma entidade viva, como uma pessoa ou um animal. Em uma forma abstrata, pode ser um objeto inanimado, como um oleoduto ou uma estrada. Ou seja, ao construir o oleoduto ou estrada, várias características da paisagem são encontradas dentro de cada célula, como encostas planas e íngremes, florestas e pântanos. Ao calcular a distância básica em linha reta, o viajante pode ser pensado como um pássaro ou avião voando baixo sobre o solo em ar calmo, não afetado pelas condições na superfície.
Existem vários fatores que influenciam como um viajante encontra a distância. Cada um afeta a taxa na qual as distâncias são consumidas. Os seguintes fatores podem ser usados para controlar a taxa na qual a distância é encontrada:
- Superfície de custo
- Características do viajante desde a origem
- Fator Vertical
- Fator Horizontal
Superfície de custo
Para cada célula, uma superfície de custo identifica como as características do local afetam o movimento através da célula. É o custo para o viajante se deslocar pelo local. Quanto menor o custo definido para uma célula, mais fácil será a movimentação. Por exemplo, um caminhante pode se mover com rapidez e facilidade por um campo aberto, mas o solo lamacento em uma floresta densa irá atrasá-lo, fazendo-o usar mais energia e levará mais tempo para percorrer cada unidade de distância. Para casos de uso e informações adicionais sobre como a superfície de custo afeta como as distâncias são encontradas, consulte Ajuste a distância encontrada usando uma superfície de custo.
A distância é medida como uma taxa de custo. Por causa da superfície de custo, as distâncias de custo não irradiam igualmente de cada fonte como no resultado da distância em linha reta.
Características do viajante desde a origem
As características do viajante podem modificar como a distância é encontrada. As seguintes características do viajante podem alterar a forma como a distância da taxa é encontrada:
- Modo de viagem—É aplicado como um multiplicador e pode definir o meio de transporte. Por exemplo, ele pode capturar se o viajante está se movendo a pé ou em quadriciclo. Também pode contabilizar o número de viajantes. Em ambos os casos, o modo modifica a rapidez com que as distâncias podem ser percorridas.
- Custo inicial—Isso pode ser usado, por exemplo, para capturar o tempo necessário para preparar o ATV.
- Capacidade máxima—Isso pode identificar, por exemplo, a distância ou o custo antes que o ATV fique sem combustível.
- Direção de viagem—Isso pode capturar, por exemplo, se um cervo está se movendo em direção a um riacho ou se afastando dele.
Para casos de uso e informações adicionais sobre como as características do viajante afetam como as distâncias são experimentadas, consulte Ajuste a distância encontrada usando as características da fonte.
Fator Vertical
Use o parâmetro Fator Vertical para contabilizar o esforço que um viajante deve exercer para superar as declividades que encontra. Subir diretamente a colina exige mais esforço e desacelera o viajante. Como resultado, leva mais tempo para cobrir essa distância específica. Pode ser mais fácil cobrir a mesma distância ao descer uma ladeira, e atravessar uma ladeira é algo intermediário. A característica da direção de deslocamento descrita na seção anterior em conjunto com o fator vertical afetará como as declividades são encontradas. Afastar-se ou aproximar-se de uma fonte pode produzir resultados diferentes.
Para reforçar a distinção entre a distância de superfície descrita acima e o fator vertical, o fator vertical modifica a forma como a distância é encontrada com base no esforço para vencer as declividades, enquanto a distância de superfície se ajusta à distância real percorrida com base nas ondulações da superfície. Para casos de uso e informações adicionais, consulte Ajuste a distância encontrada usando um fator vertical.
Fator Horizontal
Use o parâmetro Fator Horizontal para contabilizar o impacto na distância quando o viajante encontra influências horizontais, como vento ou corrente oceânica. Por exemplo, se o viajante for um barco e estiver se movendo com o vento ou a corrente, ele percorre distâncias em um ritmo mais rápido. No entanto, se estiver se movendo contra o vento ou a corrente, levará mais tempo para percorrer a distância. Se o barco encontrar o vento ou a corrente em um ângulo, pode não haver muito efeito. Por exemplo, o fator horizontal é evidente ao viajar de oeste para leste de Los Angeles para Nova York em um avião versus leste para oeste. Leva menos tempo para voar de oeste para leste devido à influência do vento predominante – o avião pode cobrir uma distância maior em um ritmo mais rápido. Para casos de uso e informações adicionais, consulte Ajuste a distância encontrada usando um fator horizontal.
Os métodos planares e geodésicos afetam os cálculos de distância
A distância pode variar dependendo se você está calculando em um sistema de referência espacial planar ou geodésica. Se você estiver calculando em um método planar, a distância pode variar com base na distância em que os cálculos de distância estão sendo medidos, em que lugar do mundo os cálculos estão sendo feitos e na projeção especificada. O cálculo da distância em um método geodésico sempre resulta na distância real do solo, independentemente de onde você esteja no mundo ou da distância entre os locais. Para informações adicionais, consulte Distância geodésica versus distância planar.
Sequência analítica de acumulação de distância
A ferramenta Acumulação de Distância incorpora os ajustes nos cálculos de distância em linha reta e define a taxa em que a distância é encontrada por meio de uma série de parâmetros modificadores. Você progride sequencialmente pelos parâmetros na ferramenta e preenche aqueles que são relevantes para sua análise. Através da série de parâmetros de modificação, você pode capturar a maioria dos cenários para calcular a distância e determinar a taxa em que a distância será encontrada. Essas possibilidades de modificação são descritas a seguir.
Calcule a distância
Para o Raster de entrada ou o parâmetro de dados de fonte de feição, identifique os locais a partir dos quais a distância será determinada.
Para ajustar a distância em linha reta para considerar um obstáculo ou barreira, identifique-os no parâmetro Raster de barreira de entrada ou dados de feição.
Para ajustar a distância em linha reta para contabilizar a distância real da superfície percorrida, forneça uma superfície de elevação no parâmetro Raster de superfície de entrada
Defina a taxa na qual a distância é encontrada
Para simular um viajante se movendo pela paisagem, identifique o que o viajante encontrará. Forneça uma superfície de custo no parâmetro Raster de custo de entrada.
Para definir aspectos únicos do viajante, expanda a categoria Características da fonte para ver as opções disponíveis.
- Para definir uma distância inicial ou custo incorrido antes do movimento, especifique-o no parâmetro Acumulação inicial.
- Para definir um limite para a quantidade de distância ou custo que pode ser suportado, especifique-o no parâmetro Acumulação máxima.
- Para definir um modo de transporte que altere a taxa na qual a distância é superada, especifique um multiplicador no parâmetro Multiplicador para aplicar aos custos.
- Para definir a direção do movimento do viajante, seja para longe ou em direção à fonte, especifique a direção no parâmetroDireção de viagem.
Para dar conta do esforço para superar as declividades encontradas, expanda o parâmetro Custos relativos ao movimento vertical, forneça uma superfície de elevação para Fator vertical de entrada e especifique um fator vertical.
Para contabilizar as influências horizontais encontradas, como vento ou corrente, expanda o parâmetro Custos relativos ao movimento horizontal, forneça um raster para Fator horizontal de entrada e especifique um fator horizontal.
Definir o modelo de superfície
Para explicar a forma real da Terra como um elipsóide, defina o parâmetro Método de distância para Geodésico. Os cálculos para o método de terra plana Planar padrão são executados em um plano projetado usando um sistema de coordenadas cartesianas 2D. Para a configuração Geodésico, os cálculos são executados em um sistema de coordenadas cartesianas 3D que produz um resultado mais preciso, mas pode aumentar o tempo de processamento.
Ferramenta Alocação de Distância
A ferramenta Acumulação de Distância produz um raster de acúmulo de distância e, opcionalmente, rasters de direção de retorno, direção de origem e localização de origem. A ferramenta Alocação de Distância inclui os mesmos parâmetros e pode criar os mesmos rasters de saída que a ferramenta Acumulação de Distância, mas também gera um raster de alocação de distância.
O raster de acumulação de distância calcula a distância acumulativa para a fonte mais próxima ou de menor custo. O raster de direção inversa indica a direção a ser percorrida de cada célula para retornar à fonte mais próxima ou de menor custo. O raster de direção de origem determina a direção para a fonte mais próxima ou fonte de menor custo. O raster de localização de origem identifica a linha e a coluna da fonte mais próxima ou fonte de menor custo. Para cada célula, o raster de alocação de distância identifica a fonte mais próxima ou de menor custo a ser alcançada.
Ferramentas de distância de custo validadas
Antes do ArcGIS Pro 2.5, era necessário ter uma série de ferramentas para capturar os vários modificadores de distância devido à forma como a distância era calculada. A distância euclidiana ou em linha reta foi calculada diretamente entre o centro da célula de destino e o centro da célula de origem. A análise de distância de custo exigia ferramentas separadas porque a distância de custo mede a distância da rede ao longo de uma sequência de extremidades construídas entre células adjacentes. As ferramentas Acumulação de distância e Alocação de Distância pode calcular a linha reta e a distância de custo e todas as suas variações. Para obter informações adicionais sobre o algoritmo subjacente e como a linha reta e a distância de custo agora podem ser executadas em uma única ferramenta, consulte Como funciona a acumulação de distância.
Conectar locais em uma superfície distante
Embora seja útil saber a que distância algo está, você também pode desejar saber a melhor maneira de conectar uma série de locais por caminhos mais curtos ou por caminhos que incorrem no menor custo possível. Há três cenários principais para conectar locais:
- Você tem uma série de locais que deseja conectar. Você deseja uma rede de caminhos para conectá-los da maneira ideal—mais curta ou de menor custo.
- Você deseja que locais específicos sejam conectados a outros locais específicos com caminhos ideais.
- Você deseja que locais específicos sejam conectados a outros locais específicos com um corredor ideal.
Conecte um conjunto de locais usando conexões ideais
Use a ferramenta Conexões de Região Favoráveis para conectar uma série de locais ou regiões, com a rede de caminhos mais curtos ou de menor custo. Com esta ferramenta, não importa quais regiões estão conectadas a quais. Você deseja que eles sejam conectados da maneira mais curta ou de menor custo possível. Para fazer isso, você especifica os locais ou regiões para conectar e, opcionalmente, uma superfície de custo. Na rede de caminhos resultante, você pode chegar a qualquer local a partir de qualquer outro local, embora seja necessário passar por um local para chegar a um local distante.
Para casos de uso e informações adicionais, consulte Conecte regiões com a rede favorável.
Conecte locais específicos por caminhos
Neste cenário, você deseja conectar locais específicos a outros locais específicos. Este é um processo de duas etapas. Primeiro, você executa a ferramenta Acumulação de Distância usando os locais específicos que você deseja conectar a outros locais específicos. Você precisa gerar duas saídas da ferramenta, um raster de distância de acumulação e um raster de direção inversa. Para a segunda etapa, use os dois rasters recém-criados junto com os outros locais específicos que você deseja conectar como entradas para a ferramenta Caminho Favorável como Linha ou Caminho Favorável como Raster. As ferramentas traçam um caminho de outros locais específicos para os locais iniciais usando o raster de direção inversa. A diferença entre as duas ferramentas é que uma retorna os caminhos ideais resultantes como uma feição de linha; a outra os retorna como um raster.
Para casos de uso e informações adicionais, consulte Conectar locais com caminhos favoráveis.
Conecte locais específicos por um corredor
Este cenário é semelhante ao cenário de caminhos no qual você deseja conectar locais específicos a outros locais específicos. Porém, ao invés de conectar os locais com caminhos lineares, nesses cenários, eles são conectados por um corredor. A largura do corredor em qualquer ponto é baseada no custo. Não é um simples buffer euclidiano em torno dos caminhos de conexão. Para criar o corredor, primeiro execute Acumulação de distância no local inicial específico. Em seguida, execute a ferramenta no outro local específico ao qual deseja se conectar. Em seguida, use os rasters da distância de acumulação e de direção de volta resultantes como entrada para a ferramenta Corredor de Menor Custo. Para definir a largura do corredor, aplique um limite como uma porcentagem do valor mínimo dos rasters de distância de custo acumulativo somados ou por um custo acumulativo especificado.