Построить сбалансированные зоны (Пространственная статистика)

Краткая информация

Создает пространственно смежные зоны в изучаемой области с использованием алгоритма генетического роста на основе заданных критериев.

Вы можете построить зоны, содержащие одинаковое число объектов, совпадающие по набору атрибутивных значений, или и то и другое. Вы также можете выбрать зоны приблизительно одинаковой площади, которые будут как можно более компактными и будут сохранять суммарную статистику других переменных.

Более подробно о том, как работает инструмент Построить сбалансированные зоны

Использование

• Для создания зон выберите Целевой атрибут, Число зон и целевой атрибут или Число зон для параметра Метод создания зон. Если выбран Целевой атрибут, инструмент создаст зоны на основании целевых значений одной или нескольких указанных переменных. Опция Число зон и целевой атрибут вычисляет сбалансированные значения атрибутов исходя из указанного числа зон. Опция Число зон создает зоны на основе количества объектов.

• Входными данными инструмента могут быть точки или полигоны.

• Если для параметра Критерий построения зон указано несколько переменных, вы можете указать вес каждого критерия. Веса применяются пропорционально значению, указанному в поле весов.

• Инструмент поддерживает параллельную обработку для создания поколений для алгоритма и использует 50% доступной мощности процессора по умолчанию. Количество используемых процессоров можно изменить при помощи параметра среды Коэффициент параллельной обработки.

Параметры

Диалог

Подпись	Описание	Тип данных
Входные объекты	Класс пространственных объектов или векторный слой, который будет агрегирован в зоны.	Feature Layer
Выходные объекты	Новый выходной класс объектов с информацией, какие объекты агрегированы в каждую из зон. Класс объектов отображается символами по полю ZONE_ID, кроме того к объектам добавлены поля со значениями каждого указанного критерия.	Feature Class
Метод создания зон	Определяет метод, который будет использован для создания каждой зоны. Зоны увеличиваются вплоть до достижения всех указанных критериев. Целевой атрибут—Зоны создаются на основании целевого значения одной или нескольких переменных Сумма каждого атрибута должна быть указана в параметре Критерий построения зон с целевым атрибутом, а каждая зона будет расти, пока сумма атрибутов не превысит эти значения. Например, вы можете использовать эту опцию для создания зон, в каждой из которых проживает не менее 100 000 человек в 20 000 зданий. Число зон и целевой атрибут—Заданное число зон будет создано с сохранением суммы атрибута примерно равным в рамках каждой зоны. Количество зон необходимо указать в параметре Целевое число зон. Сумма атрибутов в пределах каждой зоны равна сумме общего атрибута, поделенного на число зон. Заданное число зон—Будет создано указанное количество зон, каждая из которых состоит примерно из одинакового количества входных объектов. Количество зон необходимо указать в параметре Целевое число зон.	String
Целевое число зон (Дополнительный)	Число зон, которое должно быть создано.	Long
Критерий построения зон с целевым атрибутом (Дополнительный)	Задает переменные, которые будут рассматриваться, а также их целевые значения и, дополнительно, веса. Вес по умолчанию равен 1, и каждая переменная вносит равный вклад, если не указано иное.	Value Table
Критерий построения зон (Дополнительный)	Задает учитываемые переменные и, при необходимости, их веса. Вес по умолчанию равен 1, и каждая переменная вносит равный вклад, если не указано иное.	Value Table
Пространственные ограничения (Дополнительный)	Определяет, как будут определяться соседи по мере роста зон. Зоны могут увеличиваться только за счет новых объектов, которые являются соседями по крайней мере одного из объектов, уже входящего в зону. Если входные объекты являются полигонами, то пространственным ограничением по умолчанию будет Углы соприкасающихся ребер. Если входные объекты являются точками, то пространственным ограничением по умолчанию будет Сокращенная триангуляция Делоне. Только совпадающие ребра—Если зоны содержат смежные полигональные объекты, только полигоны с общим ядром могут быть частью одной зоны. Совпадающие ребра и углы—Если зоны содержат смежные полигональные объекты, только полигоны с общим ребром или общей вершиной могут быть частью одной зоны. Сокращенная триангуляция Делоне—Объекты в одной зоне будет, по крайней мере, одного общего соседа с другим объектом этой зоны. Отношения соседства основаны на сокращенной триангуляции Делоне. Концептуально, метод триангуляции Делоне создает сеть не перекрывающихся треугольников на основе центроидов объектов. Каждый объект – это узел треугольника, а узлы с общими ребрами считаются соседями. Это треугольники затем обрезаются выпуклым многоугольником, так чтобы объекты не соседствовали с объектами вне этого многоугольника. Это значение по умолчанию Получить пространственные веса из файла—Пространственные и, при необходимости, временные отношения определяются файлом пространственных весов (.swm). Создайте матрицу пространственных весов с помощью инструмента Построить матрицу пространственных весов или Построить матрицу пространственных весов для сети. Путь к файлу пространственных весов задается параметром Файл матрицы пространственных весов.	String
Файл матрицы пространственных весов (Дополнительный)	Путь к файлу, который содержит веса, определяющие пространственные и, возможно, временные отношения между объектами.	File
Характеристики зон (Дополнительный)	Определяет характеристики создаваемых зон. Равная площадь—Будут созданы зоны с максимально возможным совпадением общей площади. Компактность—Зоны будут созданы из максимально близко расположенных (компактных) объектов. Равное число объектов—Будут созданы зоны с одинаковым числом объектов.	String
Атрибуты для согласования (Дополнительный)	Определяет атрибуты и статистику для согласования финальной выборки зон. Вы можете обеспечивать однородность атрибутов по сумме, среднему, медиане или дисперсии. Например, если вы создаете зоны на основе числа домохозяйств, и хотите сбалансировать средний общий доход в каждой зоне, будет использоваться решение с максимальным сходством средних значений дохода по зонам.	Value Table
Расстояние согласования (Дополнительный)	Класс объектов, который будет использоваться для выравнивания общего расстояния на зону. Расстояние вычисляется от каждого входного объекта до ближайшего объекта в соответствии с установками в параметре. Это расстояние используется как дополнительный атрибут при выборе окончательного решения по зонированию. Например, можно разграничить районы полицейского патрулирования с приблизительно одинаковым расстоянием до ближайшего полицейского участка.	Feature Layer
Категорийная переменная для сохранения пропорций (Дополнительный)	Категорийная переменная для согласования пропорций зон.	Field
Метод пропорций (Дополнительный)	Указывает тип пропорции, который будет сохранен на основе выбранной категорийной переменной. Сохранение внутренней пропорции—Каждая зона будет содержать то же пропорциональное соотношение объектов, что и вся изучаемая область, согласно указанному категорийному значению. Например, если указана категорийная переменная, согласно которой у вас 60% объектов Type A и 40% - Type B, то метод выберет решение, где каждая зона состоит из приблизительно 60% объектов Type A и 40% Type B. Сохранение общей пропорции—Зоны будут созданы таким образом, что общие пропорции распределения категорий по зонам соответствовали пропорциям данной категорийной переменной для всего набора данных. Например, если указана категорийная переменная, согласно которой у вас 60% объектов Type A и 40% - Type B, то метод выберет решение, где в 60% зон превалируют объекты Type A, а в 40% - Type B.	String
Размер популяции (Дополнительный)	Число произвольно создаваемых источников. Для больших наборов данных увеличение этого значения увеличит пространство поиска и вероятность принятия оптимального решения. По умолчанию используется 100.	Long
Число поколений (Дополнительный)	Сколько раз будет повторен процесс поиска зоны. Для больших наборов данных рекомендуется увеличить число, чтобы найти оптимальное решение. Значение по умолчанию – 50 итераций.	Long
Коэффициент мутаций (Дополнительный)	Вероятность того, что значения отдельных источников мутируют в новый набор источников. Мутации увеличивают пространство поиска, добавляя вариабельность в возможные решения в каждом поколении и допуская быструю конвергенцию к оптимальному решению. Значение по умолчанию равно 0,1.	Double
Выходная таблица конвергенции (Дополнительный)	Таблица, содержащая общую оценку пригодности лучшего решения, найденного в каждом поколении, а также оценку пригодности индивидуальных ограничений зоны.	Table

Python

arcpy.stats.BuildBalancedZones(in_features, output_features, zone_creation_method, {number_of_zones}, {zone_building_criteria_target}, {zone_building_criteria}, {spatial_constraints}, {weights_matrix_file}, {zone_characteristics}, {attribute_to_consider}, {distance_to_consider}, {categorial_variable}, {proportion_method}, {population_size}, {number_generations}, {mutation_factor}, {output_convergence_table})

Имя	Описание	Тип данных
in_features	Класс пространственных объектов или векторный слой, который будет агрегирован в зоны.	Feature Layer
output_features	Новый выходной класс объектов с информацией, какие объекты агрегированы в каждую из зон. Класс объектов отображается символами по полю ZONE_ID, кроме того к объектам добавлены поля со значениями каждого указанного критерия.	Feature Class
zone_creation_method	Определяет метод, который будет использован для создания каждой зоны. Зоны увеличиваются вплоть до достижения всех указанных критериев. ATTRIBUTE_TARGET—Зоны создаются на основании целевого значения одной или нескольких переменных Сумма каждого атрибута должна быть указана в параметре Критерий построения зон с целевым атрибутом, а каждая зона будет расти, пока сумма атрибутов не превысит эти значения. Например, вы можете использовать эту опцию для создания зон, в каждой из которых проживает не менее 100 000 человек в 20 000 зданий. NUMBER_ZONES_AND_ATTRIBUTE—Заданное число зон будет создано с сохранением суммы атрибута примерно равным в рамках каждой зоны. Количество зон необходимо указать в параметре Целевое число зон. Сумма атрибутов в пределах каждой зоны равна сумме общего атрибута, поделенного на число зон. NUMBER_OF_ZONES—Будет создано указанное количество зон, каждая из которых состоит примерно из одинакового количества входных объектов. Количество зон необходимо указать в параметре Целевое число зон.	String
number_of_zones (Дополнительный)	Число зон, которое должно быть создано.	Long
zone_building_criteria_target [[variable, sum, weight],...] (Дополнительный)	Задает переменные, которые будут рассматриваться, а также их целевые значения и, дополнительно, веса. Вес по умолчанию равен 1, и каждая переменная вносит равный вклад, если не указано иное.	Value Table
zone_building_criteria [[variable, weight],...] (Дополнительный)	Задает учитываемые переменные и, при необходимости, их веса. Вес по умолчанию равен 1, и каждая переменная вносит равный вклад, если не указано иное.	Value Table
spatial_constraints (Дополнительный)	Определяет, как будут определяться соседи по мере роста зон. Зоны могут увеличиваться только за счет новых объектов, которые являются соседями по крайней мере одного из объектов, уже входящего в зону. Если входные объекты являются полигонами, то пространственным ограничением по умолчанию будет Углы соприкасающихся ребер. Если входные объекты являются точками, то пространственным ограничением по умолчанию будет Сокращенная триангуляция Делоне. CONTIGUITY_EDGES_ONLY—Если зоны содержат смежные полигональные объекты, только полигоны с общим ядром могут быть частью одной зоны. CONTIGUITY_EDGES_CORNERS—Если зоны содержат смежные полигональные объекты, только полигоны с общим ребром или общей вершиной могут быть частью одной зоны. TRIMMED_DELAUNAY_TRIANGULATION—Объекты в одной зоне будет, по крайней мере, одного общего соседа с другим объектом этой зоны. Отношения соседства основаны на сокращенной триангуляции Делоне. Концептуально, метод триангуляции Делоне создает сеть не перекрывающихся треугольников на основе центроидов объектов. Каждый объект – это узел треугольника, а узлы с общими ребрами считаются соседями. Это треугольники затем обрезаются выпуклым многоугольником, так чтобы объекты не соседствовали с объектами вне этого многоугольника. Это значение по умолчанию GET_SPATIAL_WEIGHTS_FROM_FILE—Пространственные и, при необходимости, временные отношения определяются файлом пространственных весов (.swm). Создайте матрицу пространственных весов с помощью инструмента Построить матрицу пространственных весов или Построить матрицу пространственных весов для сети. Путь к файлу пространственных весов задается параметром Файл матрицы пространственных весов.	String
weights_matrix_file (Дополнительный)	Путь к файлу, который содержит веса, определяющие пространственные и, возможно, временные отношения между объектами.	File
zone_characteristics [zone_characteristics,...] (Дополнительный)	Определяет характеристики создаваемых зон. EQUAL_AREA—Будут созданы зоны с максимально возможным совпадением общей площади. COMPACTNESS—Зоны будут созданы из максимально близко расположенных (компактных) объектов. EQUAL_NUMBER_OF_FEATURES—Будут созданы зоны с одинаковым числом объектов.	String
attribute_to_consider [[variable, function],...] (Дополнительный)	Определяет атрибуты и статистику для согласования финальной выборки зон. Вы можете обеспечивать однородность атрибутов по сумме, среднему, медиане или дисперсии. Например, если вы создаете зоны на основе числа домохозяйств, и хотите сбалансировать средний общий доход в каждой зоне, будет использоваться решение с максимальным сходством средних значений дохода по зонам.	Value Table
distance_to_consider [distance_to_consider,...] (Дополнительный)	Класс объектов, который будет использоваться для выравнивания общего расстояния на зону. Расстояние вычисляется от каждого входного объекта до ближайшего объекта в соответствии с установками в параметре. Это расстояние используется как дополнительный атрибут при выборе окончательного решения по зонированию. Например, можно разграничить районы полицейского патрулирования с приблизительно одинаковым расстоянием до ближайшего полицейского участка.	Feature Layer
categorial_variable (Дополнительный)	Категорийная переменная для согласования пропорций зон.	Field
proportion_method (Дополнительный)	Указывает тип пропорции, который будет сохранен на основе выбранной категорийной переменной. MAINTAIN_WITHIN_PROPORTION—Каждая зона будет содержать то же пропорциональное соотношение объектов, что и вся изучаемая область, согласно указанному категорийному значению. Например, если указана категорийная переменная, согласно которой у вас 60% объектов Type A и 40% - Type B, то метод выберет решение, где каждая зона состоит из приблизительно 60% объектов Type A и 40% Type B. MAINTAIN_OVERALL_PROPORTION—Зоны будут созданы таким образом, что общие пропорции распределения категорий по зонам соответствовали пропорциям данной категорийной переменной для всего набора данных. Например, если указана категорийная переменная, согласно которой у вас 60% объектов Type A и 40% - Type B, то метод выберет решение, где в 60% зон превалируют объекты Type A, а в 40% - Type B.	String
population_size (Дополнительный)	Число произвольно создаваемых источников. Для больших наборов данных увеличение этого значения увеличит пространство поиска и вероятность принятия оптимального решения. По умолчанию используется 100.	Long
number_generations (Дополнительный)	Сколько раз будет повторен процесс поиска зоны. Для больших наборов данных рекомендуется увеличить число, чтобы найти оптимальное решение. Значение по умолчанию – 50 итераций.	Long
mutation_factor (Дополнительный)	Вероятность того, что значения отдельных источников мутируют в новый набор источников. Мутации увеличивают пространство поиска, добавляя вариабельность в возможные решения в каждом поколении и допуская быструю конвергенцию к оптимальному решению. Значение по умолчанию равно 0,1.	Double
output_convergence_table (Дополнительный)	Таблица, содержащая общую оценку пригодности лучшего решения, найденного в каждом поколении, а также оценку пригодности индивидуальных ограничений зоны.	Table

Пример кода

BuildBalancedZones пример 1 (окно Python)

Пример скрипта в окне Python для использования функции BuildBalancedZones.

import arcpy
arcpy.env.workspace = r"c:\data\project_data.gdb"
arcpy.stats.BuildBalancedZones("US_Counties", "out_features", 
     "NUMBER_OF_ZONES", 5, None, None, "TRIMMED_DELAUNAY_TRIANGULATION", 
     None, None, None, None, None, '', 100, 50, 0.1)

BuildBalancedZones, пример 2 (автономный скрипт)

Следующий автономный Python скрипт демонстрирует, как использовать функцию BuildBalancedZones.

# Aggregate states into zones that have a target population of approximately
# 250,000 people.  Make the zones of equal area and compact. 
 
import arcpy

# Set the current workspace (to avoid having to specify the full path to
# the feature classes each time)

arcpy.env.workspace = r"c:\data\project_data.gdb"

arcpy.stats.BuildBalancedZones("states", "out_zones", "ATTRIBUTE_TARGET", 
     None, "POPULATION 250000 1", None, "TRIMMED_DELAUNAY_TRIANGULATION", 
     None, "EQUAL_AREA;COMPACTNESS", None, None, None, '', 100, 50, 0.1)

Параметры среды

Выходная система координат, Коэффициент параллельной обработки, Генератор случайных чисел