距离累积工作原理

适用于 ArcGIS Image for ArcGIS Online。

在许多距离分析中,距离累积工具是计算直线成本距离栅格的主要工具。 输出可以直接使用,也可以作为其他工具的输入以在距离表面之间连接区域。 与之配合使用的工具为距离分配工具,将在本主题的最后一节中讨论。

计算距离时,要考虑两个方面:

  • 确定某个物体的距离
  • 确定距离后,需要考虑旅行者行进此距离的速度

调整基本直线距离的方法有两种:

  • 障碍阻挡
  • 当考虑要确定计算的表面时,需根据实际距离进行调整

确定调整后的直线距离后,分析的目标可能是了解如何行进此距离。 即旅行者行进该距离单位的速度。 特别是在成本表面已确认的情况下,行进直线距离的速度通常称为成本距离。 有四种方式可以控制行进此距离的速度:

  • 指定成本表面。 成本表面可以确定难以穿行的区域(例如沼泽地)和易于穿行的区域(例如旷野)。
  • 识别旅行者的特征。 例如,全地形车辆 (ATV) 行驶同一距离的速度可比徒步旅行者更快。
  • 执行垂直系数以解释坡度的影响。 例如,克服重力的额外力量意味着陡坡上行比陡坡下行更慢。
  • 指定水平系数以解释前进过程的阻碍。 例如,与逆风相比,骑行者在顺风情况下可以更快地行进更远距离,且仅受到适度的侧风影响。

距离累积工具

距离累积工具包括的参数将有助于执行您的分析。 以下部分确定了各种目标以及实现这些目标的特定参数。 通过依次评估这些选项,您可以确定适用于您的情况的参数。

计算直线距离

要计算从源出发的直线距离,请提供源,命名输出,然后运行工具。

调整直线距离计算

当存在必须绕行的障碍物时,如要调整直线距离计算,请为输入障碍栅格或要素数据参数提供障碍。 障碍的示例包括河流、道路或悬崖。

要考虑在景观中上山和下山时实际行进的表面距离,请为输入表面栅格参数提供高程表面。

确定行进直线距离的速度

您可以通过以下方式指定旅行者行进此距离的速度:

  • 要模拟旅行者在每个像元中移动时所遇到要素的成本或偏好,首先请创建一个成本表面,然后在运行距离累积工具时将其输入至输入成本栅格参数。 这些要素的示例包括土地利用类型、与河流的距离和坡向。
  • 如果旅行者具有特殊的特征,会影响其移动该距离的方式,请通过相应的源特征参数指定这些特征。 这些特征的示例包括出行模式、准备出行模式所需的时间、出行模式的范围限制以及从源出发或向源移动是否有差异。
  • 要考虑上下坡所需的额外能量,请指定适当的垂直系数参数。
  • 如果存在一定的水平因素,会影响移动一定距离时的力和速度,请指定相应的水平系数参数。 这些因素的示例包括风和水流。

其他考虑因素

如果您在较大区域的投影数据中执行分析,请使用距离方法参数的测地线选项。

如果您将使用距离累积工具的输出来使用最佳路径为线最佳路径为栅格工具创建到目的地的最短或最低成本路径,请为可选的输出反向栅格参数指定名称。

距离累积工具的输出栅格

您可以使用距离累积工具为距离分析创建多个输出栅格。 这些输出及其用途如下:

  • 距离累积栅格将计算到最近的源或成本最低的源的累积距离。
  • 反向栅格表示从每个像元返回至最近的源或成本最低的源时的行进方向。
  • 源方向栅格确定到最近的源或成本最低的源的方向。
  • 源位置栅格识别最近的源或成本最低的源的行和列。

距离累积输出栅格

如果仅计算直线距离,则距离累积栅格将记录从每个非源像元到最近的源的测量距离。 记录的距离值单位是基于输出空间参考的线性单位(例如,英尺或米)。

六个点的直线距离地图
从六个救助站(源)出发的直线距离。 输出以线性单位表示。

如果提供了成本表面、源特征、垂直系数或水平系数,则累积距离栅格将为每个像元计算到达最低成本的源的累积成本。

六个点的累积成本距离地图
解释成本表面的累积成本距离栅格。 输出是基于成本的比率。

反向输出栅格

对于每个像元,反向栅格包含旅行者返回到源的移动方向(以度为单位)。

如果仅计算直线距离,反向值可确定返回到最近源的最短路径上的下一个像元。 如果正在计算成本距离,则方向值可确定返回到成本最低源的最低成本路径上的下一个像元。

值的范围是 0 度到 360 度,并为源像元保留 0 度。 正东(右侧)是 90 度,且值以顺时针方向增加,因此 180 是南方、270 是西方、360 是北方。

解释成本表面的反向地图
反向栅格为每个像元确定在通往成本最低源的路线上离开像元的方向。

反向栅格的重要用途是确定两个位置之间的最短或成本最低的路径。 累积距离和反向方向是最佳路径为线最佳路径为栅格工具的必要输入。

源方向输出栅格

源方向栅格将最近或成本最低的源像元的方向标识为方位角(以度为单位)。

值的范围是 0 度到 360 度,并为源像元保留 0 度。 正东(右侧)是 90 度,且值以顺时针方向增加,因此 180 是南方、270 是西方、360 是北方。

计算直线距离时,源方向栅格和反向栅格相似。 但是,当指定障碍、速度控制参数、成本表面、垂直和水平系数或源特征时,源方向栅格和反向栅格很可能不同。

源方向地图确定返回到成本最低的源的直线方向
源方向栅格为每个像元确定前往成本最低的源的直线方向。 它确定的是成本最低的源的方向,而不是如何到达源。

源位置输出栅格

对于每个源,源位置输出可确定最近或成本最低的源位置的行和列地址。

输出是多波段栅格。 第一个波段包含行索引,第二个波段包含列索引。 这些索引用于标识最近或成本最低的源像元的位置。

距离分配工具

距离累积的相关工具是距离分配。 所有的参数和输出均相同,但距离分配还将输出一个分配栅格。 对于每个像元,此栅格将指出距离该像元最近的源或抵达所需成本最低的源。

如果仅计算直线距离,输出距离分配栅格可确定距离每个像元最近的源。 即确定将基于最近距离分配到源的像元。

如果计算成本距离,则分配栅格将为每个像元指出成本最低的源。

距离分配地图为每个像元确定成本最低的源
距离分配地图为每个像元确定抵达所需成本最低的源。