| Подпись | Описание | Тип данных |
Входные объекты | Входной класс точечных объектов, которые будут объединены в группы элементов пространство-время. | Feature Layer |
Выходной куб пространство-время | Выходной куб данных netCDF, который будет создан, содержит расчеты и отчетную информацию для точечных данных входных объектов. | File |
Поле времени |
Поле, содержащее значения даты и времени (временная метка) для каждой точки. Поле должно быть типа Date. | Field |
Шаблон куба (Дополнительный) | Базовый куб пространство-время, используемый для задания экстента анализа, размеров бинов и их выравнивания по параметру Выходной куб пространство-время. Значения параметров Интервал временного шага, Интервал расстояния и Базовое время также берутся из шаблона куба. Для шаблона куба должен использоваться netCDF (файл .nc), созданный с помощью этого инструмента. Куб пространство-время, созданный агрегацией согласно значению параметра Указанные местоположения нельзя использовать как шаблон куба. | File |
Интервал временного шага (Дополнительный) | Число секунд, минут, часов, дней, недель или лет, которое будет представлять один временной шаг. Все точки с одинаковыми значениями параметров Интервал временного шага и Интервал расстояния будут агрегированы. Если значение параметра Шаблон куба задано, этот параметр не активен, а значение Интервал временного шага берется из шаблона куба. | Time Unit |
Выравнивание временного шага (Дополнительный) | Устанавливает, как будет происходить агрегирование на основе заданного значения параметра Интервал временного шага. Если используется значение параметра Шаблон куба, выравнивание временного шага, связанное со значением Шаблон куба, имеет приоритет, и используется выравнивание временного шага из значения Шаблон куба.
| String |
Базовое время (Дополнительный) | Дата и время, которые будут использоваться для выравнивания интервалов временных шагов. Например, если вы хотите собрать данные в бины по неделям с понедельника до воскресенья, задайте базовое время как полночь воскресенья, чтобы установить границу бинов между воскресеньем и понедельником в полночь. Если значение параметра Шаблон куба задано, этот параметр не активен, а значение базового времени основано на значении Шаблона куба. | Date |
Интервал расстояния (Дополнительный) | Размер бинов, используемых для агрегации значения параметра Входные объекты. Все точки с одним значением параметров Интервал расстояния и Интервал временного шага будут сгруппированы. При агрегации в гексагональную сетку, это расстояние используется в качестве высоты для построения гексагональных полигонов. Если значение параметра Шаблон куба задано, этот параметр не активен, а значение интервала расстояния будет основано на значении Шаблон куба. | Linear Unit |
Поля суммирования | Числовое поле, содержащее значения атрибута, для которого будет вычислен определенный статистический показатель при агрегации в куб пространство-время. Могут быть заданы различные комбинации статистических показателей и полей. Значения Null, имеющиеся в любых полях, приведут к исключению таких объектов из выходного куба. Если входные объекты содержат значения Null, рекомендуется запустить инструмент Заполнить отсутствующие значения до создания куба пространство-время. Доступны следующие типы статистики:
Доступны следующие типы заполнения:
Примечание:Значения Null, имеющиеся в любых записях суммируемых полей, приведут к исключению таких объектов из выходного куба. Если ваши Входные объекты содержат значения Null, рекомендуется сначала запустить инструмент Заполнить отсутствующие значения. Если после запуска инструмента Заполнить отсутствующие значения еще остались значения Null, и вычисление числа точек в каждом бине является частью вашей стратегии анализа, можно создать отдельные кубы, по одному для каждого числа точек (без значения параметра Поля суммирования) и один для значения Поля суммирования. Если набор пустых значений отличается в каждом поле суммирования, также можно создать отдельный куб для каждого поля суммирования. | Value Table |
Тип геометрии для агрегации (Дополнительный) | Задает геометрию полигональных ячеек, в которую будут агрегированы входные данные точечных объектов.
| String |
Указанные полигональные местоположения (Дополнительный) | Класс полигональных объектов, в пределах которых будут агрегированы входные точечные данные. Они могут представлять, например, границы округов, районы полицейского патрулирования или области продаж. | Feature Layer |
ID местоположения (Дополнительный) | Числовое поле, содержащее числовой ID для каждого уникального местоположения. | Field |
Краткая информация
Объединяет точечные объекты в бины пространство-время в файлы данных netCDF. В пределах каждого бина подсчитываются точки, и агрегируются указанные атрибуты. Для всех местоположений бинов проводится оценка трендов числа объектов, а также вычисляются суммы значений полей.
Более подробно о работе инструмента Создать куб Пространство-Время по агрегации точек
Иллюстрация
Использование
Этот инструмент объединяет точечные входные объекты в бины пространства-времени. Структуру данных, которая будет создана, можно представить в виде трехмерного куба, который состоит из пространственно-временных бинов, где x,y-измерения представляют пространство, а t-измерение представляет время.
Каждый бин имеет определенное положение в пространстве (x,y) и во времени (t). Бины, расположенные в одном и том же фрагменте пространства (x,y) имеют один и тот же ID местоположения. Бины, охватывающие одинаковый временной период, имеют один и тот же идентификатор временного шага.
Каждый бин в кубе пространство-время содержит значения полей LOCATION_ID, time_step_ID и COUNT, а также значения для любых полей, указанных в параметре Поля суммирования, которые были агрегированы при создании куба. Набор бинов, связанный с одним и тем же местоположением, имеет одинаковый идентификатор местоположения и представляет собой временной ряд. Набор бинов, связанный с одним и тем же временным интервалом, имеет одинаковый идентификатор шага времени и представляет собой временной срез. Значение количество (count) в каждом бине представляет число точек, которые присутствуют в определенном местоположении и определенном временном интервале.
Значение параметра Входные объекты должны быть точками, такими как точки преступлений или пожаров, вспышки заболеваний, данные о продажах или дорожные происшествия. У каждой точки должна быть связанная с ней дата. Поле со значением времени для события должно иметь тип дата. Для данного инструмента требуется наличие, как минимум, 60 точек с различными значениями времени. Данный инструмент прекратит работу, если с указанным параметром будет создан куб с числом бинов, превышающим два миллиарда.
Для точного измерения расстояний этому инструменту требуются проецированные данные.
Выходными данными этого инструмента являются представление входных точек в формате NetCDF, а также сообщения, обобщающие характеристики куба. Сообщения отображаются в нижней части панели Геообработка в процессе работы инструмента. Чтобы получить доступ к сообщениям, поместите курсор мыши над индикатором выполнения и щелкните всплывающую кнопку
или разверните раздел сообщений на панели Геообработка. Вы можете получить доступ к сообщениям для выполненного ранее инструмента из панели История геообработки. Вы можете использовать файл netCDF в качестве входных данных для других инструментов, например для инструмента Анализ возникновения горячих точек или Анализ локальных выбросов. См. Визуализация куба пространство-время, чтобы узнать о стратегиях просмотра содержания куба.Укажите поле типа дата для параметра Поле времени. Это поле должно содержать значение времени, связанное с каждой точкой. Если поле высокой точности (содержат миллисекунды), метка времени каждого бина пространство-время будет содержать только секунды, а миллисекунды будут отброшены.
Параметр Интервал временного шага определяет то, как агрегированные точки будут распределены по времени. Вы можете агрегировать точки с интервалом, например, в один день, одну неделю или один год. Значение интервала временного шага всегда фиксировано, и для инструмента требуется наличие, как минимум, 10 временных шагов. Если вы не укажете Интервал временного шага, то инструмент сам рассчитает это значение. См. Более подробно о том, как работает инструмент Создать куб пространство-время по агрегации точек для информации о том, как рассчитываются интервалы временных шагов по умолчанию. Корректные единицы измерения временных шагов – годы, месяцы, дни, часы, минуты и секунды.
Примечание:
Хотя в ниспадающем списке параметра Интервал временного шага представлены разнообразные варианты единиц измерения, инструмент поддерживает только годы, месяцы, недели, дни, часы, минуты и секунды.
Если куб пространство-время не удалось создать, инструмент, возможно, не смог структурировать предоставленные входные данные по 10 временным интервалам. Если вы получили сообщение об ошибке при запуске этого инструмента, изучите метки времени входных точек, чтобы убедиться, что они содержат диапазон значений. Диапазон значений должен охватывать хотя бы 10 секунд, поскольку это наименьшее приращение времени, которое поддерживает инструмент. Для статистики Манна-Кендалла требуется десять интервалов временных шагов.
При создании куба пространство-время с данными инцидентов, в зависимости от заданного значения Интервала временного шага, можно создать бин в начале или в конце куба, не имеющего данных за весь временной интервал. Например, если вы задали Интервал временного шага в 1 месяц, а данные не могут быть точно распределены по месяцам, появится интервал, либо в начале, либо в конце, не содержащий данных. Это может отразиться на результатах, поскольку этот временный интервал будет содержать значительно меньшее число точек, чем другие, что является следствием схемы агрегации. Сообщение указывает, имеется ли временной сдвиг в первом или последнем временном шаге. В качестве решения можно создать выборку данных так, чтобы она была в равной степени распределена по заданному значению Интервал временного шага.
Это не является чем-то необычным, когда в наборе данных имеется регулярное пространственно-временное распределение. Например, у вас могут находиться годовые данные, начинающиеся с 1 января каждого года, или месячные данные с временной отметкой на начало каждого месяца. Этот тип данных часто называется панельными данными. С панельными данными, вычисления временного сдвига часто дают очень высокие проценты. Это ожидаемо, т.к. каждый бин покрывает только одну временную единицу в данном временном шаге. Например, если вы задали Интервал временного шага в один год и данные начинаются с 1-го января каждого года, каждый бин будет покрывать только один день в году. Это приемлемо, поскольку применяется к каждому бину. Временной сдвиг становится проблемой, когда он присутствует только для определенного бина, из-за параметров его создания, а не для истинного распределения данных. Важно оценить временной сдвиг в терминах ожидаемого покрытия в каждом бине, основанном на распределении в данных.
Временной сдвиг в выходном отчете вычисляется как процент временного промежутка, не имеющего данных. Например, пустой бин будет иметь 100% временной сдвиг. Бин с промежутком в 1 месяц и конечным Выравниванием временного шага, содержащий данные только за последние две недели первого временного шага, будет иметь 50% временной сдвиг в первом временном шаге. Бин с промежутком в 1 месяц и начальным Выравниванием временного шага, содержащий данные только за первые две недели последнего временного шага, будет иметь 50% временной сдвиг в последнем шаге.
После создания куба пространство-время, его пространственный экстент не может быть расширен. Если при дальнейшем анализе куба пространство-время требуется использование области изучения (например, значения Полигональной маски анализа для инструмента Анализ возникновения горячих точек), следует убедиться, что Полигон маски для анализа не выходит за экстент Входных объектов на момент создания куба. Задание полигонов области изучения, которые будут использоваться в последующем анализе как параметр среды Экстент, заданный при создании куба, гарантирует, что экстент куба достаточно велик для начала выполнения анализа.
Прежние версии:
Метод, который инструмент Создать куб пространство-время по агрегации точек использует для создания экстента куба пространство-время, в версиях ArcGIS AllSource 1.3 и ArcMap 10.5 изменился. Более подробно об этом изменении см. в разделе Настройка смещения куба пространство-время. Новая настройка смещения обеспечивает лучший результат, но если вам необходимо создать куб с предыдущим экстентом, можно задать его в параметре среды Экстент.
Можно создать значение для Шаблон куба, который можно использовать при каждом анализе, особенно если вы хотите сравнить данные нескольких временных периодов. Указав тот же шаблон куба, вы всегда сможете использовать один и тот же экстент анализа, размер бина, интервал временного шага, базовое время и выравнивание временного шага.
Если вы зададите значение Шаблон куба, то входные точки, расположенные за пределами экстента шаблона куба, будут исключены из анализа. Если пространственная привязка входных точечных объектов будет отличаться от пространственной привязки шаблона куба, то инструмент произведет проецирование значения Входные объекты, чтобы они имели одинаковую привязку до начала процесса группировки. Пространственная привязка шаблона куба имеет приоритет над параметром среды Выходная система координат. Кроме того, если указано значение Шаблон куба, то он будет также определять используемый экстент обработки, даже если вы задали другой экстент обработки. Дополнительные сведения см. в Как работает инструмент Создать куб Пространство-Время.
Для значения параметра Базовое время может быть указано значение даты и времени или только даты; только значение времени не может быть указано. Используемый формат даты зависит от региональных настроек компьютера.
Используйте параметр Тип геометрии для агрегации, чтобы задать, как точки агрегируются в пространстве. Если вы хотите выполнить агрегацию по регулярной сетке, можно задать форму ячейки сетки, прямоугольную или гексагональную. Хотя обычно используется агрегация по регулярной сетке, гексагональные сетки могут лучше подходить для определенных типов анализа. Если у вас есть ограничивающие объекты или местоположения, которые могут служить областями анализа (например участки переписи населения или районы полицейского патрулирования), вы можете использовать их в опции Указанные местоположения.
Примечание:
Если для опции Заданные местоположения используются входные объекты, хранящиеся в файловой базе геоданных, и они содержат кривые (записанные, как дуги, а не как вершины), полигональные объекты при хранении в пространственно-временном кубе будут искажены. Чтобы определить, содержат ли объекты Заданные местоположения истинные кривые, запустите инструмент Проверить геометрию, задав для параметра Метод проверки опцию OGC. Если вы получите ошибку, сообщающую о том, что выбранная опция не поддерживает нелинейные сегменты, это значит, что в наборе данных содержатся кривые, и они могут быть удалены и заменены вершинами при помощи инструмента Плотность с параметром Метод уплотнения, заданным как Угол перед созданием куба пространство-время.
Так как куб по определению состоит из квадратных граней, а экстент точечных данных может быть и не квадратный, некоторые местоположения будут содержать нулевое количество точек для всех временных шагов. Во многих случаях в анализ включаются только местоположения с данными, в которых количество точек превышает 1, по крайней мере для одного временного шага.
-
При создании куба агрегированием в указанные местоположения будут включены все предоставленные пользователем местоположения, даже те, у которых нет точек на любом временном шаге.
Используйте параметр Интервал расстояния, чтобы задать размер пространственно-временного бина. Бины используются для агрегирования точечных данных. Например, можно сделать каждый бин сетки размером 50 на 50 метров. Если агрегация выполняется по гексагональной сетке, значение Интервал расстояния является высотой каждого шестиугольника, а ширина полученных шестиугольников будет равняться 2 высотам, деленным на квадратный корень из 3. Если не указано значение параметра Шаблон куба, бин в верхнем левом углу куба центрируется на верхнем левом углу пространственного экстента для значения параметра Входные объекты.
- Задайте значение Интервал расстояния, которое необходимо для анализа. Найдите баланс между слишком большим интервалом расстояния, который приводит к потере базовых закономерностей в точечных данных, и слишком маленьким интервалом расстояния, в результате которого создается куб, заполненный нулевыми значениями. Если вы не укажете Интервал расстояния, инструмент рассчитает его. См. Как работает инструмент Создать куб пространство-время по агрегации точек, чтобы узнать, как рассчитываются интервалы расстояния по умолчанию. В качестве единиц измерения интервала расстояний поддерживаются километры, метры, мили и футы.
Анализ трендов выполняется для агрегированных данных по количеству точек и значений суммируемых полей с применением статистики Манна-Кендалла.
Для агрегации атрибутов при помощи этого инструмента доступны следующие статистические операции: Сумма, Среднее, Минимум, Максимум, Среднеквадратическое отклонение и Медиана.
При заполнении пустых бинов заливкой SPATIAL_NEIGHBORS используется непрерывность Queens Case (непрерывность по ребрам и узлам) 2-го порядка (включая соседей и соседей соседей). Для заполнения пустого бина с помощью этой опции требуется минимум четыре пространственных соседа.
При заполнении пустых бинов заливкой SPACE_TIME_NEIGHBORS используется непрерывность Queens Case (непрерывность по ребрам и узлам) 2-го порядка (включая соседей и соседей соседей). Дополнительно, для каждого из этих бинов в качестве пространственных используются временные соседи, что достигается переходом вперед и назад на 2 интервала. Для заполнения пустого бина с помощью этой опции требуется минимум 13 пространственно-временных соседей.
При заполнении пустых бинов заливкой TEMPORAL_TREND, первые два и последние два временных периода в данном местоположении должны содержать значения в бинах для интерполяции значений в других интервалах этого местоположения.
Опция TEMPORAL_TREND использует метод Interpolated Univariate Spline из пакета интерполяции SciPy.
Значения Null, имеющиеся в любых записях суммируемых полей, приведут к исключению таких объектов из выходного куба. Если ваши Входные объекты содержат значения Null, рекомендуется сначала запустить инструмент Заполнить отсутствующие значения. Если после запуска инструмента Заполнить отсутствующие значения еще остались значения Null, и вычисление числа точек в каждом бине является частью вашей стратегии анализа, можно создать отдельные кубы, по одному для каждого числа точек (без значения Поля суммирования) и один для значения Поля суммирования. Если набор пустых значений отличается в каждом поле суммирования, также можно создать отдельный куб для каждого поля суммирования.
Этот инструмент пользуется преимуществом увеличения производительности, доступным в системе, использующей несколько CPU (или многоядерные CPU). Инструмент по умолчанию будет использовать 50% доступных процессоров, но количество используемых процессоров может быть увеличено или уменьшено с помощью параметра среды Коэффициент параллельной обработки. Увеличение скорости обработки наиболее заметно при создании больших кубов пространство-время.
Параметры
arcpy.stpm.CreateSpaceTimeCube(in_features, output_cube, time_field, {template_cube}, {time_step_interval}, {time_step_alignment}, {reference_time}, {distance_interval}, summary_fields, {aggregation_shape_type}, {defined_polygon_locations}, {location_id})| Имя | Описание | Тип данных |
in_features | Входной класс точечных объектов, которые будут объединены в группы элементов пространство-время. | Feature Layer |
output_cube | Выходной куб данных netCDF, который будет создан, содержит расчеты и отчетную информацию для точечных данных входных объектов. | File |
time_field |
Поле, содержащее значения даты и времени (временная метка) для каждой точки. Поле должно быть типа Date. | Field |
template_cube (Дополнительный) | Базовый куб пространство-время, используемый для определения экстента параметра output_cube анализа, размеров бинов и их выравнивания. Значения параметров time_step_interval, distance_interval и reference_time также берутся из шаблона куба. Для шаблона куба должен использоваться netCDF (файл .nc), созданный с помощью этого инструмента. Куб пространство-время, созданный агрегацией согласно значению параметра DEFINED_LOCATIONS, нельзя использовать как шаблон куба. | File |
time_step_interval (Дополнительный) | Число секунд, минут, часов, дней, недель или лет, которое будет представлять один временной шаг. Все точки с одинаковыми значениями параметров time_step_interval и distance_interval, будут агрегированы. Если значение параметра template_cube задано, этот параметр игнорируется, а значение time_step_interval берется из шаблона куба. Примерами допустимых значений этого параметра могут быть 1 неделя, 13 дней или 1 месяц. | Time Unit |
time_step_alignment (Дополнительный) | Задает, как будет происходить агрегирование на основе значения параметра time_step_interval. Если указано значение параметра template_cube, выравнивание по временному шагу, связанное со значением template_cube, переопределяет эту настройку параметра, и будет использоваться выравнивание по временному шагу согласно значению template_cube.
| String |
reference_time (Дополнительный) | Дата и время, которые будут использоваться для выравнивания интервалов временных шагов. Например, если вы хотите собрать данные в бины по неделям с понедельника до воскресенья, задайте базовое время как полночь воскресенья, чтобы установить границу бинов между воскресеньем и понедельником в полночь. Если указано значение параметра template_cube, этот параметр игнорируется, а базовое время будет основываться на значении template_cube. | Date |
distance_interval (Дополнительный) | Размер бинов, используемых для агрегации значение параметра in_features. Все точки с одинаковыми значениями параметров distance_interval и time_step_interval, будут агрегированы. При агрегации в гексагональную сетку, это расстояние используется в качестве высоты для построения гексагональных полигонов. Когда используется значение параметра template_cube, этот параметр игнорируется, а значение интервала расстояния берется из значения template_cube. | Linear Unit |
summary_fields [[Field, Statistic, Fill Empty Bins with],...] | Числовое поле, содержащее значения атрибута, для которого будет вычислен определенный статистический показатель при агрегации в куб пространство-время. Могут быть заданы различные комбинации статистических показателей и полей. Значения Null, имеющиеся в любых полях, приведут к исключению таких объектов из выходного куба. Если входные объекты содержат значения Null, рекомендуется запустить инструмент Заполнить отсутствующие значения до создания куба пространство-время. Доступны следующие типы статистики:
Доступны следующие типы заполнения:
Примечание:Значения Null, имеющиеся в любых записях суммируемых полей, приведут к исключению таких объектов из выходного куба. Если ваши Входные объекты содержат значения Null, рекомендуется сначала запустить инструмент Заполнить отсутствующие значения. Если после запуска инструмента Заполнить отсутствующие значения еще остались значения Null, и вычисление числа точек в каждом бине является частью вашей стратегии анализа, можно создать отдельные кубы, по одному для каждого числа точек (без значения параметра Поля суммирования) и один для значения Поля суммирования. Если набор пустых значений отличается в каждом поле суммирования, также можно создать отдельный куб для каждого поля суммирования. | Value Table |
aggregation_shape_type (Дополнительный) | Задает геометрию полигональных ячеек, в которую будут агрегированы входные данные точечных объектов.
| String |
defined_polygon_locations (Дополнительный) | Класс полигональных объектов, в пределах которых будут агрегированы входные точечные данные. Они могут представлять, например, границы округов, районы полицейского патрулирования или области продаж. | Feature Layer |
location_id (Дополнительный) | Числовое поле, содержащее числовой ID для каждого уникального местоположения. | Field |
Пример кода
Скрипт окна Python, демонстрирующий использование функции CreateSpaceTimeCube.
import arcpy
arcpy.env.workspace = r"C:\STPM"
arcpy.stpm.CreateSpaceTimeCube(
"Homicides.shp", "Homicides.nc", "OccDate", "#", "3 Months", "End time",
"#", "3 Miles", [["Property", "MEDIAN", "SPACETIME"]], [["Age", "STD", "ZEROS"]],
"HEXAGON_GRID")В следующем автономном скрипте Python показано использование функции CreateSpaceTimeCube.
# Create Space Time Cube of homicide incidents in a metropolitan area.
# Import system modules
import arcpy
# Set arcpy to overwrite existing output by default
arcpy.env.overwriteOutput = True
# Local variables...
workspace = r"C:\STPM"
# Set the current workspace (to avoid having to specify the full path to the
# feature classes each time).
arcpy.env.workspace = workspace
# Create Space Time Cube of homicide incident data with 3 months and 3 miles
# settings. Also aggregate the median of property loss, no date predicted by
# space-time neighbors. Also aggregate the standard deviation of the victim's
# age, fill the no-data with zeros.
# Process: Create Space Time Cube By Aggregating Points
cube = arcpy.stpm.CreateSpaceTimeCube(
"Homicides.shp", "Homicides.nc", "MyDate", "#", "3 Months", "End_time", "#",
"3 Miles", [["Property", "MEDIAN", "SPACETIME"]], [["Age", "STD", "ZEROS"]],
"HEXAGON_GRID")
# Create a polygon that defines where incidents are possible.
# Process: Minimum Bounding Geometry of homicide incident data
arcpy.management.MinimumBoundingGeometry(
"Homicides.shp", "bounding.shp", "CONVEX_HULL", "ALL", "#", "NO_MBG_FIELDS")
# Emerging Hot Spot Analysis of homicide incident cube using 5 Miles
# neighborhood distance and 2 neighborhood time step to detect hot spots.
# Process: Emerging Hot Spot Analysis
cube = arcpy.stpm.EmergingHotSpotAnalysis(
"Homicides.nc", "COUNT", "EHS_Homicides.shp", "5 Miles", 2, "bounding.shp")Параметры среды
Особые случаи
- Выходная система координат
Если указана пространственная привязка шаблона куба, то она будет иметь приоритет над параметром среды Выходная система координат.
- Экстент
Если указан экстент обработки шаблона куба, то он будет иметь приоритет над параметром среды Экстент обработки.