ArcGIS Spatial Analyst
Пространственный анализ является вершиной работы с ГИС. Когда необходимые данные собраны, введены в электронном виде, откорректированы и должным образом спроецированы, наступает время использовать их в конкретных задачах для принятия решений. Инструмент, предлагаемый для этой цели ESRI, поможет вам решить аналитические задачи быстро и эффективно. Один из дополнительных модулей системы ArcGIS - модуль ArcGIS Spatial Analyst представляет собой мощное средство для пространственного анализа, добавляющее специфическую функциональность к ArcGIS. ArcGIS Spatial Analyst объединяет возможности ArcView Spatial Analyst и ARC GRID.
Интерфейс модуля ArcGIS Spatial Analyst добавляется в виде самостоятельной панели инструментов к интерфейсу ArcMap. Его функции могут применяться к слоям, добавляемым к ArcMap, а также к растровым и векторным наборам данных, которые выбираются при помощи браузера файлов, доступного в каждом из диалоговых окон модуля. Функции Spatial Analyst работают также по выборке, сделанной в слоях по атрибутивным или пространственным критериям.
Функциональность ArcGIS Spatial Analyst
Картирование расстояний. Относящиеся к этому классу функции делятся на две группы - вычисляющие евклидовы расстояния, и вычисляющие расстояния в терминах других факторов, например, в терминах стоимости перемещения. К первой группе относятся функция Расстояния по прямой линии, измеряющая евклидовы расстояния от каждой ячейки до ближайшего источника; функция Присвоения по прямой линии, присваивающая каждой ячейке значение ближайшего к ней источника; функция Направления по прямой линии, вычисляющая направление до ближайшего источника. Вторая группа, объединяющая функции взвешенных расстояний, включает собственно функцию Взвешенных расстояний, которая взвешивает расстояние по прямой линии с использованием какого-либо фактора, например, уклона. Второй функцией этой группы является функция Взвешенного присвоения, определяющая ближайший источник по суммарной стоимости пути; третьей функцией - функция Взвешенных направлений, определяющая маршрут от каждой ячейки вдоль минимального стоимостного пути к ближайшему источнику. Обычно растровые наборы данных, полученные в результате работы этих функций, используются для вычисления минимального по стоимости (или кратчайшего) пути, например, для прокладки новой дороги. Для этого применяется функция Кратчайшего пути.
Картирование плотности. Вычисление плотности полезно, когда необходимо показать концентрацию точечных или линейных объектов. Например, имея данные по населению городов какого-либо региона, вы можете вычислить распределение населения по этому региону.
Интерполяция растра. Интерполяция позволяет вычислить значения для всех ячеек растра по значениям ограниченного числа точек опробования. Может использоваться для предсказания значений для любых географических данных, измеряемых в определенных точках, - рельефа, уровня осадков, концентраций химических веществ, уровней шума и т.д. Предлагаемыми в модуле Spatial Analyst методами интерполяции являются методы Обратно взвешенных расстояний, Кригинг и Сплайн, которые основаны на разных предположениях о наилучшей оценке. Вы можете выбрать метод, исходя из того, какое явление оценивается, и как распределены точки опробования.
Анализ поверхности. Рассчитав растровую поверхность, вы можете столкнуться с тем, что некоторые закономерности распределения не выявляются на этой поверхности, поэтому необходимо применить функции анализа. В Spatial Analyst включены функция построения изолиний, показывающая местоположения с одинаковым значением; функция вычисления уклона, используемая, например, при определении риска оползней; функция вычисления экспозиции склонов, полезная, например, при определении участков оптимального земледелия; функция отмывки рельефа, используемая как для реалистичного отображения поверхности рельефа, так и для анализа освещенности местности в различное время дня. Еще одна функция из этой группы - Расчет видимости, - определяет, какие участки поверхности видны из заданных точек наблюдения.
Функции статистики вычисляют такие характеристики как большинство, меньшинство, максимум, минимум, среднее, медиана, диапазон, среднеквадратичное отклонение, сумма и многообразие. К данной группе относятся несколько функций.
Статистика по ячейкам предназначена для вычисления статистических характеристик между многими растровыми слоями, например, для анализа диапазона летних температур за десятилетний период. Статистика соседства вычисляется на основе значения обрабатываемой ячейки и значений ячеек в заданной окрестности соседства, и может быть использована, например, при проверке стабильности экосистемы для определения разнообразия биологических видов в каждой из соседних областей. С помощью функции Зональной статистики статистические характеристики вычисляются по значениям одного набора данных для зон, определяемых другим набором, скажем, вы можете вычислить число аварий для каждой дороги в городе или среднее количество осадков для каждой лесной зоны.
Переклассификация. Эта функция выполняет замену значений ячеек другими значениями, что может быть использовано для группировки значений ячеек, например, для объединения всех видов леса в один класс; для переклассификации значений по общей шкале, например, для анализа пригодности; и т.д.
Калькулятор растров. Это мощный инструмент для вычислений, поддерживающий многочисленные операторы и функции, запросы выборки, а также синтаксис алгебры карт. Входными данными для калькулятора могут быть наборы грид данных или растровые слои, шейп-файлы, таблицы, константы и числа. Математические операторы представлены арифметическими, булевыми операторами и операторами отношений (включая также поразрядные и комбинаторные); математические функции представлены арифметическими, тригонометрическими, логарифмическими и степенными функциями, а алгебра карт позволяет производить операции типа вычисления уклона или статистических характеристик ячеек для нескольких растровых слоев. Вы можете использовать калькулятор растров, например, для моделирования какого-либо процесса или для создания карты пригодности путем переклассификации входных данных по шкале пригодности от 1 до 10 и затем сложении полученных растров с соответствующими весовыми коэффициентами.
Конвертация. Если Вам для анализа требуется растровый тип данных, вы можете при помощи Spatial Analyst конвертировать векторные данные в растр, причем это может быть покрытие, шейп-файл или данные САПР. Также возможно обратное преобразование.
