ОВР (3D Analyst)

Доступно с лицензией Spatial Analyst.

Доступно с лицензией 3D Analyst.

Краткая информация

Интерполирует поверхность растра на основании значений в точках с использованием метода обратно взвешенных расстояний (ОВР).

Более подробно об инструменте ОВР

Использование

  • Выходное значение для ячейки, вычисляемое с использованием метода ОВР, ограничено диапазоном применяемых для интерполяции значений. Поскольку метод ОВР находит среднее значение, основываясь на взвешенном расстоянии до опорных точек, среднее не может превышать самое высокое входное значение и не может быть меньше самого низкого значения. Следовательно, этот метод не может создавать хребты или долины, если эти орографические элементы не были определены с помощью опорных точек (Watson and Philip, 1985).

  • Лучшие результаты при использовании метода ОВР могут быть получены в том случае, если сеть опорных точек достаточно плотная для того, чтобы отразить локальную вариацию, которую вы хотите смоделировать. Если сеть входных опорных точек редкая или нерегулярная, результирующая поверхность будет недостаточно адекватно представлять требуемую поверхность (Watson and Philip, 1985).

  • Влияние входной точки на интерполируемое значение изотропно. Поскольку влияние входной точки на интерполируемое значение зависит от расстояния, метод ОВР не сохраняет хребты (Philip and Watson, 1982).

  • Параметр Размер выходной ячейки может быть задан числовым значениям или получен из имеющегося набора растровых данных. Если размер ячейки не был явно указан в качестве значения параметра, он извлекается из среды Размер ячейки, если он был указан. Если параметр размера ячейки или параметр среды размера ячейки не были заданы, но задан параметр среды Растр привязки, используется размер ячейки растра привязки. Если нечего не задано, размер ячейки рассчитывается как меньшее из значений ширины или высоты экстента, деленных на 250, в которых экстент находится в выходной системе координат, указанной в параметрах среды.

  • Если размер ячейки задан с использованием числового значения, инструмент будет использовать его непосредственно для выходного растра.

    Если размер ячейки задан с использованием набора растровых данных, параметр покажет путь к набору растровых данных вместо значения размера ячейки. Размер ячейки этого набора растровых данных будет использоваться непосредственно в анализе при условии, что пространственная привязка набора данных совпадает с выходной пространственной привязкой. Если пространственная привязка набора данных отличается от выходной пространственной привязки, она будет спроецирована на основе значения Метод проецирования размера ячейки.

  • Некоторые входные данные могут содержать несколько точек с одинаковыми x,y координатами. Если значения точек в одних и тех же местоположениях совпадают, такие точки считаются идентичными, и предполагается, что они не влияют на выходные данные. Если значения различаются, такие точки рассматриваются как совпадающие.

    Различные инструменты интерполяции могут использовать это условие для данных по-разному. Например, в некоторых случаях для вычисления используется первая встреченная совпадающая точка; в других случаях используется последняя точка. Такая ситуация может приводить к тому, что в некоторых точках выходного растра значения будут отличаться от ожидаемых. Решением этой проблемы может стать предварительная подготовка данных, при которой совпадающие точки будут удалены. Инструмент Собрать события в наборе инструментов Пространственная статистика полезен для идентификации совпадающих точек в ваших данных.

  • Опция, задающая применение барьеров, используется для определения местоположения линейных объектов, о которых известно, что они нарушают непрерывность поверхности. Эти объекты не имеют z-значений. Типичными примерами барьеров являются скалы, разломы и дамбы. Барьеры ограничивают выбранный поднабор входных опорных точек, используемых для интерполяции выходных z-значений, точками, расположенными по ту же сторону от барьера, что и текущая обрабатываемая ячейка. Разделение барьером определяется анализом линии прямой видимости между каждой парой точек. Это означает, что для исключения из зоны влияния каждой точки соседней точки для пары точек не нужно проводить топологическое разделение. Входные опорные точки, которые лежат непосредственно на линии барьера, будут включены в поднаборы точек, расположенные по обе стороны от барьера.

  • Пространственные объекты барьеров вводятся в виде полилиний. ОВР использует только координаты x,y линейных объектов, поэтому вводить z-значения по левую и правую сторону от барьера необязательно. Любые введенные z-значения будут проигнорированы.

  • Использование барьеров значительно увеличивает время, затрачиваемое на обработку.

  • Инструмент имеет ограничения, так как не может обработать более 45 миллионов входных точек. Если ваш входной класс пространственных объектов содержит более 45 миллионов точек, инструмент может не выдать результат. Вы можете обойти это ограничение путем интерполяции поверхности для области изучения по кускам, с сохранением области перекрытия по краям фрагментов, а затем создании мозаики из результатов для получения единого большого набора растровых данных. Также можно использовать для хранения и отображения точек и поверхностей, состоящих из миллиардов точек измерения.

    Если у вас имеется дополнительный модуль Geostatistical Analyst, с помощью входящей в него версии инструмента ОВР вы можете обрабатывать более крупные наборы данных.

  • Входные векторные данные должны включать по крайней мере одно корректное поле таблицы атрибутов.

  • Для форматов данных, поддерживающих значения Null, таких как классы объектов файловой базы геоданных, значение Null будет игнорироваться при использовании в качестве входных данных.

  • Литература:

    Дж. М. Филип (Philip, G. M.) и Д. Ф. Уотсон (D. F. Watson), "A Precise Method for Determining Contoured Surfaces" (Точный метод определения поверхностей с изолиниями). Australian Petroleum Exploration Association Journal (Журнал австралийской ассоциации нефтеразведки) 22:205-212.1982.

    Д. Ф. Уотсон (D. F. Watson) и Дж. М. Филип (Philip, G. M.), "A Refinement of Inverse Distance Weighted Interpolation" (Уточнение интерполяции по методу обратно взвешенных расстояний). Инструмент 2:315-327.1985.

Параметры

ПодписьОписаниеТип данных
Входные точечные объекты

Входные точечные объекты, содержащие z-значения, с помощью которых будет построен растр поверхности.

Feature Layer
Поле значений Z

Поле, в котором хранится значение высоты или величины для каждой точки.

Это может быть числовое поле или поле формы Shape, если входные точечные объекты содержат z-значения.

Field
Выходной растр

Выходной растр интерполированной поверхности.

Это всегда растр с плавающей точкой.

Raster Dataset
Размер выходной ячейки
(Дополнительный)

Размер ячейки, который будет использован при создании выходного растра.

Этот параметр может быть задан числовым значениям или получен из имеющегося набора растровых данных. Если размер ячейки не был явно указан в качестве значения параметра, используется параметр среды Размер ячейки, если он задан, иначе будут применены дополнительные правила для его вычисления по другим входным данным. Более подробную информацию см. в разделе об использовании.

Analysis Cell Size
Мощность
(Дополнительный)

Экспонента, используемая для возведения расстояния в степень.

Контролирует значимость точек, находящихся в окрестности интерполируемого значения. Более высокое значение степени приводит к меньшему влиянию удаленных точек. Это может быть любое действительное число больше 0, но наиболее корректные результаты будут получены с использованием значений в диапазоне от 0.5 до 3. Значение по умолчанию равно 2. Значение по умолчанию равно 2.

Double
Радиус поиска
(Дополнительный)

Определяет, какие из входных точек будут использоваться для интерполяции значения каждой ячейки в выходной растр.

Есть две опции: Переменный и Фиксированный. По умолчанию используется тип Переменный.

  • Переменная

    Использует переменный радиус поиска для нахождения определенного количества входных опорных точек для интерполяции.

    • Количество точек – целочисленное значение, задающее количество ближайших входных опорных точек, которые будут использоваться для интерполяции. Используемое по умолчанию значение – 12 точек.
    • Максимальное расстояние – задает расстояние в единицах карты, которое ограничит поиск до ближайших входных опорных точек. Значение по умолчанию – это длина диагонали экстента.
  • Фиксированный

    Использует заданное фиксированное расстояние, в пределах которого все входные точки будут использоваться для интерполяции.

    • Расстояние – задает расстояние как радиус, в пределах которого входные опорные точки будут использоваться для выполнения интерполяции.

      Значение радиуса выражается в единицах карты. Радиус, применяемый по умолчанию, равен пятикратному размеру ячейки выходного растра.

    • Минимальное количество точек – целое число, определяющее минимальное количество точек, которые будут использованы для интерполяции. По умолчанию значение равно 0.

      Если в рамках заданного расстояния не обнаружено необходимого количества точек, расстояние поиска будет увеличиваться, пока не будет найдено заданное минимальное количество точек.

      При необходимости, радиус поиска будет увеличиваться до тех пор, пока в нем не окажется Минимальное число точек или пока экстент радиуса не пересечет нижнюю (южную) и/или верхнюю (северную) границы экстента выходного растра. Всем местоположениям, которые не удовлетворяют вышеприведенным условиям, присваивается значение NoData.

Radius
Входные линейные объекты барьеров
(Дополнительный)

Полилинейные объекты, которые будут использоваться в качестве разрыва или границы при поиске входных опорных точек.

Feature Layer

arcpy.ddd.Idw(in_point_features, z_field, out_raster, {cell_size}, {power}, {search_radius}, {in_barrier_polyline_features})
ИмяОписаниеТип данных
in_point_features

Входные точечные объекты, содержащие z-значения, с помощью которых будет построен растр поверхности.

Feature Layer
z_field

Поле, в котором хранится значение высоты или величины для каждой точки.

Это может быть числовое поле или поле формы Shape, если входные точечные объекты содержат z-значения.

Field
out_raster

Выходной растр интерполированной поверхности.

Это всегда растр с плавающей точкой.

Raster Dataset
cell_size
(Дополнительный)

Размер ячейки, который будет использован при создании выходного растра.

Этот параметр может быть задан числовым значениям или получен из имеющегося набора растровых данных. Если размер ячейки не был явно указан в качестве значения параметра, используется параметр среды Размер ячейки, если он задан, иначе будут применены дополнительные правила для его вычисления по другим входным данным. Более подробную информацию см. в разделе об использовании.

Analysis Cell Size
power
(Дополнительный)

Экспонента, используемая для возведения расстояния в степень.

Контролирует значимость точек, находящихся в окрестности интерполируемого значения. Более высокое значение степени приводит к меньшему влиянию удаленных точек. Это может быть любое действительное число больше 0, но наиболее корректные результаты будут получены с использованием значений в диапазоне от 0.5 до 3. Значение по умолчанию равно 2. Значение по умолчанию равно 2.

Double
search_radius
(Дополнительный)

Определяет, какие из входных точек будут использоваться для интерполяции значения каждой ячейки в выходной растр.

Имеются два способа задания окрестности поиска: Variable и Fixed.

Variable использует переменный радиус поиска для нахождения определенного количества входных опорных точек для интерполяции.Fixed использует заданное фиксированное расстояние, в пределах которого все входные точки будут использоваться для интерполяции. Variable используется по умолчанию.

Синтаксис для данных параметров:

  • Variable, number_of_points, maximum_distance, где
    • number_of_points – целочисленное значение, задающее количество ближайших входных опорных точек, которые будут использоваться для интерполяции. Используемое по умолчанию значение – 12 точек.
    • maximum_distance – задает расстояние в единицах карты, которое ограничивает поиск до ближайших входных опорных точек. Значение по умолчанию – это длина диагонали экстента.
  • Fixed, distance, minimum_number_of_points, где
    • distance – задает расстояние как радиус, в пределах которого входные опорные точки будут использоваться для выполнения интерполяции. Значение радиуса выражается в единицах карты. Радиус, применяемый по умолчанию, равен пятикратному размеру ячейки выходного растра.
    • minimum_number_of_points – целое число, определяющее минимальное количество точек, которые будут использованы для интерполяции значений. По умолчанию значение равно 0.

      Если в рамках заданного расстояния не обнаружено необходимого количества точек, расстояние поиска будет увеличиваться, пока не будет найдено заданное минимальное количество точек.

      Если необходимо увеличить радиус поиска, это можно делать до тех пор, пока minimum_number_of_points не попадет внутрь радиуса, либо пока экстент радиуса не пересечет нижнюю (южную) и/или верхнюю (северную) границу экстента выходного растра. Всем местоположениям, которые не удовлетворяют вышеприведенным условиям, присваивается значение NoData.

Radius
in_barrier_polyline_features
(Дополнительный)

Полилинейные объекты, которые будут использоваться в качестве разрыва или границы при поиске входных опорных точек.

Feature Layer

Пример кода

IDW, пример 1 (окно Python)

В этом примере входными данными является точечный шейп-файл, интерполируется выходная поверхность – растр TIFF.

import arcpy
from arcpy import env  
env.workspace = "C:/data"
arcpy.Idw_3d("ozone_pts.shp", "ozone", "C:/output/idwout.tif", 2000, 2, 10)
IDW, пример 2 (автономный скрипт)

В этом примере входными данными является точечный шейп-файл, интерполируется выходная поверхность – растр Grid.

# Name: IDW_3d_Ex_02.py
# Description: Interpolate a series of point features onto a
#    rectangular raster using Inverse Distance Weighting (IDW).
# Requirements: 3D Analyst Extension

# Import system modules
import arcpy
from arcpy import env

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

# Set local variables
inPointFeatures = "ca_ozone_pts.shp"
zField = "ozone"
outRaster = "C:/output/idwout01"
cellSize = 2000.0
power = 2
searchRadius = 150000

# Execute IDW
arcpy.ddd.Idw(inPointFeatures, zField, outRaster, cellSize, 
             power, searchRadius)

Связанные разделы