Создать куб пространство-время из многомерного растрового слоя (Углубленный анализ пространственно-временных закономерностей)

Краткая информация

Создает куб пространство-время из многомерного растрового слоя и структурирует данные в пространственно-временные бины для эффективного пространственно-временного анализа и визуализации.

Более подробно о добавлении и визуализации многомерных растровых слоев на картах в ArcGIS AllSource

Более подробно о создании куба пространство-время

Иллюстрация

Иллюстрация инструмента Создать куб пространство-время из многомерного растрового слоя
Создает куб пространство-время из многомерного растрового слоя.

Использование

  • Значение параметра Выходной куб пространство-время может быть проанализировано на наличие закономерностей в пространстве и во времени с помощью инструментов набора Углубленный анализ пространственно-временных закономерностей, включая Анализ возникновения горячих точек, Анализ локальных выбросов и Кластеризация временных рядов.

  • Значение Выходной куб пространство-время будет создано с использованием пространственного и временного разрешения значения параметра Входной многомерный растровый слой. Каждый пространственно-временной бин в выходном кубе будет ссылаться на одну ячейку растра для одного временного интервала входного слоя. У бинов, занимающих одно и то же местоположение, будут один и тот же атрибут Location ID, а у бинов, занимающих один и тот же интервал времени - один и тот же атрибут Time Step ID.

  • Этот инструмент аналогичен инструментам Создать Куб пространство-время из указанных местоположений и Создать куб пространство-время по агрегации точек за исключением того, что в этом инструменте для преобразования не используется пространственная или временная агрегация. Расположение пространственно-временного куба совпадает с расположением отдельных ячеек растра, а временные интервалы куба совпадают с временными интервалами растра.

  • Каждое местоположение будет проанализировано на предмет временных трендов с применением статистики Манна-Кендалла. Эта информация, наряду с другими свойствами куба пространство-время записывается как сообщение геообработки в нижней части панели Геообработки во время работы инструмента. Вы также можете получить доступ к сообщениям при помощи Истории геообработки, остановив курсор мыши над индикатором выполнения и щелкнув на всплывающей кнопке Всплывающее окно либо развернув раздел сообщений на панели Геообработка.

  • Вы можете визуализировать куб пространство-время с помощью инструмента Создать слой куба пространство-время и других инструментов в наборе инструментов Визуализация куба пространство-время.

  • Для этого инструмента необходимо, чтобы Входной многомерный растровый слой был спроецирован для точного измерения расстояний. Если он находится в географической системе координат с координатами широты и долготы и параметр среды Выходная система координат не задан, растровый слой будет проецироваться в проекцию WGS 1984 World Equidistant Cylindrical (WKID 4087).

  • У Входного многомерного растрового слоя должно быть не менее 10 временных интервалов, которые будут использоваться в этом инструменте.

  • Кубы пространство-время могут хранить не более двух миллиардов бинов. Если число ячеек растра, умноженное на число временных интервалов, превышает два миллиарда, работа инструмента завершится ошибкой.

  • Любая ячейка растра, имеющая значение NoData для всех временных интервалов, будет исключена из выходных данных и не будет включена в пространственно-временной бин.

  • Если многомерный растр хранится в формате Cloud Raster Format (файл *.crf), вы можете выбрать или указать путь к файлу набора растровых данных для параметра Входной многомерный растровый слой без создания многомерного растрового слоя. Если растр многовариантный, все переменные будут использованы инструментом.

  • При заполнении пустых бинов пространственными соседями инструмент оценивает их на основе 8 ближайших соседей. Для заполнения пустого бина с помощью этой опции требуется, чтобы как минимум 4 бина в окрестности содержали значения.

  • При заполнении пустых бинов пространственно-временными соседями инструмент оценивает их на основе 8 ближайших соседей. Дополнительно, для каждого из этих бинов в качестве пространственных используются временные окрестности, что достигается переходом вперед и назад на один интервал. Для заполнения пустого бина с помощью этой опции требуется минимум 13 окрестностей пространства-времени.

  • При заполнении пустых бинов с временным трендом, первые два и последние два временных периода в данном местоположении должны содержать значения в бинах для интерполяции значений в других временных периодах этого местоположения.

  • Метод заполнения Временной тренд использует метод одномерного интерполированного сплина из пакета интерполяции SciPy.

  • Если значения StdTime входного многомерного растрового слоя содержат миллисекунды, метка времени каждого бина пространства-времени будет содержать только секунды, а миллисекунды будут отброшены.

Параметры

ПодписьОписаниеТип данных
Входной многомерный растровый слой

Входной многомерный растровый слой, который будет преобразован в куб пространство-время.

Raster Layer
Выходной куб пространство-время

Выходной куб данных netCDF, который будет создан.

File
Метод заполнения пустых бинов

Задает способ заполнения отсутствующих значений в выходном кубе пространство-время. У каждого пространственно-временного бина в выходных данных должно быть значение, поэтому необходимо выбрать способ заполнения значений ячеек растра со значениями NoData.

  • НулиПустые бины будут заполнены нулями. Это значение по умолчанию
  • Пространственная окрестностьПустые бины будут заполнены средним значением пространственных соседей.
  • Окрестность пространства-времениПустые бины будут заполнены средним значением пространственно-временных соседей.
  • Временной трендПустые бины будут заполнены с помощью алгоритма интерполированного одномерного сплайна.
String

arcpy.stpm.CreateSpaceTimeCubeMDRasterLayer(in_md_raster, output_cube, fill_empty_bins)
ИмяОписаниеТип данных
in_md_raster

Входной многомерный растровый слой, который будет преобразован в куб пространство-время.

Raster Layer
output_cube

Выходной куб данных netCDF, который будет создан.

File
fill_empty_bins

Задает способ заполнения отсутствующих значений в выходном кубе пространство-время. У каждого пространственно-временного бина в выходных данных должно быть значение, поэтому необходимо выбрать способ заполнения значений ячеек растра со значениями NoData.

  • ZEROSПустые бины будут заполнены нулями. Это значение по умолчанию
  • SPATIAL_NEIGHBORSПустые бины будут заполнены средним значением пространственных соседей.
  • SPACE_TIME_NEIGHBORSПустые бины будут заполнены средним значением пространственно-временных соседей.
  • TEMPORAL_TRENDПустые бины будут заполнены с помощью алгоритма интерполированного одномерного сплайна.
String

Пример кода

CreateSpaceTimeCubeMDRasterLayer, пример 1 (окно Python)

Скрипт окна Python, демонстрирующий использование функции CreateSpaceTimeCubeMDRasterLayer.

import arcpy
arcpy.env.workspace = r"C:\STPM\CSTCMDRL"
arcpy.stpm.CreateSpaceTimeCubeMDRasterLayer(r"Crime_Density", 
                  r"Chicago_STCube.nc", "SPACE_TIME_NEIGHBORS")
CreateSpaceTimeCubeMDRasterLayer, пример 2 (автономный скрипт)

В следующем автономном скрипте Python показано использование функции CreateSpaceTimeCubeMDRasterLayer.

# Convert a multidimensional raster layer to a space-time cube
# Fill in missing values using space-time neighbors
# Run Emerging Hot Spot Analysis on the data
# Visualize the results in 3d

# Import system modules
import arcpy

# Set overwriteOutput property to overwrite existing output by default
arcpy.env.overwriteOutput = True

# Local variables ...
arcpy.env.workspace = r"C:\STPM\CSTCMDRL"

try:

    # Create a space-time cube from the multidimensional raster layer
    arcpy.stpm.CreateSpaceTimeCubeMDRasterLayer(r"Precipitation_MDRLayer",
                                       r"SierraNevada_Precipitation.nc", 
                                       "SPACE_TIME_NEIGHBORS")

    # Run an emerging hot spot analysis on the space-time cube
    # using contiguity edges and corners so that neighbors are defined
    # by all bordering bins in space and time.
    arcpy.stpm.EmergingHotSpotAnalysis(r"SierraNevada_Precipitation.nc",
                                       "PRECIPITATION_SPACE_TIME_NEIGHBORS",
                                       "SierraNevada_Precipitation_EmergingHotSpot", 
                                       "", 1, "", "CONTIGUITY_EDGES_CORNERS")

    # Use Visualize Cube in 3d to see the hot spot results for each time slice
    arcpy.stpm.VisualizeSpaceTimeCube3D(r"SierraNevada_Precipitation.nc", 
                                        "PRECIPITATION_SPACE_TIME_NEIGHBORS",
                                        "HOT_AND_COLD_SPOT_RESULTS",
                                        "SierraNevada_Precipitation_Visualize3d")

except arcpy.ExecuteError:
    # If any error occurred while running the tool, print the messages
    print(arcpy.GetMessages())