Oberflächenerstellung und - analyse ArcGIS unterstützt die Anzeige von Raster - und TIN-Oberflächenmodellen und liefert Analysetools im Spatial Analyst. 3D Analyst. Und Geostatistical Analyst Erweiterungen zu erstellen, zu analysieren und zu extrahieren Informationen aus Oberflächen. Was sind Oberflächen Flächen repräsentieren Phänomene, die Werte an jedem Punkt über ihren Umfang haben. Die Werte an der unendlichen Anzahl von Punkten über der Oberfläche werden von einem begrenzten Satz von Abtastwerten abgeleitet. Diese können auf einer direkten Messung, wie Höhenwerten für eine Elevationsfläche, oder Temperaturwerten für eine Temperaturfläche zwischen diesen Messstellen beruhen, Werte werden der Oberfläche durch Interpolation zugeordnet. Oberflächen können auch mathematisch von anderen Daten abgeleitet werden, wie beispielsweise Steigungs - und Aspektflächen, die von einer Höhenoberfläche, einer Abstandsfläche von Bushaltestellen in einer Stadt oder Flächen mit einer Konzentration von krimineller Aktivität oder der Wahrscheinlichkeit von Blitzeinschlägen abgeleitet sind. Oberflächen können mit Konturlinien oder Isolinien, Arrays von Punkten, TINs und Rastern dargestellt werden, die meisten Oberflächenanalysen im GIS werden jedoch auf Raster - oder TIN-Daten durchgeführt. Konturen sind Sätze von Linien gleichen Wertes über eine Oberfläche. Sie werden häufig erstellt, um Flächen auf einer Karte darzustellen. Punkte können regelmäßig oder unregelmäßig über eine Oberfläche verteilt werden. Sie werden gewöhnlich als Eingabe für Interpolations-, Kriging - oder Triangulationswerkzeuge verwendet, um Raster - oder TIN-Oberflächen zu erzeugen, obgleich sie manchmal auch für die kartographische Darstellung einer Oberfläche wie Windrichtungsfahnen oder Richtungspfeilen verwendet werden. TINs sind Netze von dreieckigen Facetten, die durch Knoten und Kanten definiert sind, die eine Oberfläche bedecken. TINs sind aus einem Satz von bekannten Werten oder Punkthöhen aufgebaut, die als Anfangsknoten in der Triangulation verwendet werden. Linien, in denen sich die Form der Oberfläche plötzlich ändert, wie etwa Kammlinien, Ströme oder Straßen, können als Trennelemente in TINs integriert werden, und Bereiche, die einen Wert teilen, können als Füllpolygone eingefügt werden. Die Werte an den Stellen zwischen den Knoten können für eine TIN unter Verwendung einer linearen Interpolation von den nächsten Knoten abgeleitet werden. TINs werden gewöhnlich verwendet, um Geländeoberflächen in technischen Anwendungen darzustellen, da die Punkthöhen unregelmäßig verteilt werden können, um Bereiche mit hoher Variabilität in der Oberfläche aufzunehmen, und ihre Werte und exakten Positionen werden als Knoten in der ZIN beibehalten. Raster sind rechteckige Arrays von Zellen (oder Pixeln), von denen jede einen Wert für den Teil der Oberfläche, die sie abdeckt, speichert. Eine gegebene Zelle enthält einen einzelnen Wert, so dass die Menge der Details, die für die Oberfläche dargestellt werden können, auf die Größe der Rasterzellen beschränkt ist. Raster sind die am häufigsten verwendeten Oberflächenmodelle in ArcGIS. Die Einfachheit der Rasterdatenstruktur macht Raster (oder Vergleiche zwischen Rastern) schneller für Raster als andere Oberflächendarstellungen. Raster werden auch verwendet, um imagery gescannte Karten und kategorische Informationen, wie Land-Use-Klasse, die oft aus Bildern abgeleitet ist zu speichern. Erstellen von Oberflächen In ArcGIS gibt es Werkzeuge zum Erstellen von Oberflächen aus Vektorelementen oder aus anderen Oberflächen. Es gibt mehrere Möglichkeiten, Oberflächen zu erzeugen, einschließlich Interpolationswerte, die an Meßpunktstellen gespeichert sind, Interpolieren einer Oberfläche der Dichte eines gegebenen Phänomens oder Merkmalstyps aus der Anzahl von Merkmalen in einem Bereich, Ableiten von Flächen von Entfernung (oder Richtung) von einem Merkmal Oder Merkmale, oder Ableiten einer Oberfläche von einer anderen Oberfläche (Hangraster von der Höhe). Interpolationswerkzeuge Interpolationswerkzeuge erzeugen eine kontinuierliche Oberfläche aus diskreten Proben mit Messwerten wie Höhen - oder Chemikalienkonzentration. Es gibt mehrere Interpolations-Werkzeuge, und jeder hat eine Vielzahl von Parametern, die die resultierende Oberfläche beeinflussen. Unten ist ein Beispiel dafür, wie verschiedene Interpolationstechniken unterschiedliche Ausgangsflächen aus denselben Eingangsdaten erzeugen können. Die einfachsten Interpolationstools sind Inverse Distance Weighted (IDW) und Natural Neighbor Interpolation. Diese Schätzung der Oberflächenwerte für jede Zelle unter Verwendung des Wertes und der Entfernung von benachbarten Punkten. Die interpolierten Werte für IDW-Flächen sind ein gewichteter Mittelwert der Werte eines Satzes von benachbarten Punkten, der so gewichtet ist, daß der Einfluß von benachbarten Punkten größer ist als der von entfernten Punkten (dh mit dem Kehrwert des Abstands). Unten ist ein Beispiel einer Oberfläche, die von Punktwerten mit IDW-Interpolation interpoliert wird. Die natürliche Nachbarschaftsinterpolation ist wie eine IDW-Interpolation, mit der Ausnahme, dass die Datenpunkte, die verwendet werden, um die Oberflächenwerte für jede Zelle zu interpolieren, identifiziert und mit einer Delauney-Triangulation wie in einer TIN gewichtet werden. Die natürliche Nachbar-Interpolation arbeitet zuverlässig mit viel größeren Datenmengen als die anderen Interpolationsmethoden. Unten ist ein Beispiel einer Oberfläche, die von Punktwerten unter Verwendung der Interpolation der natürlichen Nachbarn interpoliert wird. Spline - und Trend-Interpolation interpolieren Best-Fit-Oberflächen zu den Abtastpunkten unter Verwendung der Polynom - und der Methode der kleinsten Quadrate. Spline Interpolation passt eine mathematische Oberfläche durch die Punkte, die scharfe Biegung minimiert es ist für Flächen, die glatt variieren, wie z. B. Wasser Tisch Höhen. Unten ist ein Beispiel einer Oberfläche, die von Punktwerten unter Verwendung der Spline-Interpolation interpoliert wird. Trendoberflächen eignen sich zur Ermittlung von Grobmustern in Daten, die die interpolierte Oberfläche selten durch die Abtastpunkte geht. Unten ist ein Beispiel für eine Trendfläche für einen Satz von Punkten, in durchsichtigem Grau und die IDW-interpolierte Fläche für die gleichen Punkte. Dichte-Werkzeuge produzieren eine Oberfläche, die darstellt, wie viel oder wie viele von einem Ding gibt es pro Flächeneinheit. Sie können Dichteflächen verwenden, um die Verteilung einer Wildbevölkerung aus einer Reihe von Beobachtungen oder den Grad der Urbanisierung eines Gebiets auf der Grundlage der Dichte von Straßen darzustellen. Es gibt Dichtewerkzeuge für Punkt - und Linienmerkmale. Im Folgenden finden Sie Beispiele für Dichteflächen, die von Punkt - und Linienmerkmalen interpoliert werden. Topo To Raster ist ein spezialisiertes Werkzeug zur Erstellung von hydrologisch korrekten Rasterflächen aus Vektordaten von Geländekomponenten wie Höhenpunkten, Konturlinien, Stromlinien, Seepolygonen, Senkungspunkten und Grenzflächenpolygonen des Untersuchungsbereichs. Unten ist ein Beispiel für eine Oberfläche, die von Höhenpunkten, Konturlinien, Stromlinien und Seepolygonen unter Verwendung von Topo To Raster Interpolation interpoliert wird. Die TIN-Oberflächenerstellungswerkzeuge umfassen TIN erstellen und TIN bearbeiten. Die verwendet werden, um zunächst eine TIN für einen bestimmten Bereich zu erstellen und Vektoreigenschaften hinzuzufügen, und Raster auf TIN. Die ein Rasterflächenmodell in ein TIN-Oberflächenmodell umwandelt. Unten ist ein Beispiel für eine TIN-Oberfläche, die aus Punkt-, Linien - und Polygon-Features erstellt wurde. Die Geländehöhen werden von Punktprobenerhebungen an den Eckpunkten vieler dreieckiger Facetten abgeleitet. Die Form der TIN-Oberfläche wird durch die Triangulation dieser Spothöhen mit Bruchlinien (der blaue Strom und die roten Ridgelines und Slope Breaks) und mit dem blauen Reservoir-Füll-Polygon gesteuert. Geostatistische Interpolationstechniken werden aus Statistiken abgeleitet. Sie ermöglichen die Erzeugung von vorhergesagten Wertflächen und die Interpretation von Ebenen der Gewissheit über die Vorhersagen. Kriging ist eine fortgeschrittene Oberflächenerzeugungstechnik, die am sinnvollsten ist, wenn ein räumlich korrelierter Abstand oder eine Richtungsvorspannung in den Daten vorhanden ist. Es ist am meisten in der Bodenkunde und Geologie verwendet. Geostatistische Geoverarbeitungswerkzeuge und ein Assistent für Geostatistik stehen mit der Erweiterung Geostatistical Analyst zur Verfügung. Der Geostatistische Analytiker-Assistent ermöglicht die Oberflächenerstellung durch Kriging sowie die Cokriging-, Radial-Basisfunktion, Inverse Distance Weighted, Global Polynom und Local Polynom Interpolation. Es enthält auch Werkzeuge für die Daten-Exploration, wie Histogramme, normale QQ-Plots und Trend-Analyse. Der Geostatistische Analytiker umfasst auch Werkzeuge für die Datenaufbereitung, wie die Erstellung von Teilmengen großer Datensätze, Datentransformation und Datenverzerren. Unten ist ein Beispiel für eine Oberfläche, die von Punktwerten unter Verwendung von Kriging interpoliert wird. Analysieren von Oberflächen Die Oberflächenanalyse umfasst verschiedene Arten der Verarbeitung, einschließlich der Extraktion neuer Oberflächen aus bestehenden Oberflächen, der Umgliederung von Oberflächen und der Kombination von Oberflächen. Bestimmte Werkzeuge extrahieren oder leiten Informationen von einer Oberfläche, einer Kombination von Oberflächen oder Oberflächen und Vektordaten ab. Terrain-Analyse-Tools Einige dieser Tools sind vor allem für die Analyse von Raster-Gelände-Oberflächen konzipiert. Dazu gehören Slope. Aspekt. Hügellandschaft. Und Krümmungswerkzeuge. Unten ist ein Beispiel für ein Höhenraster in planimetrischen und perspektivischen Ansichten. Das Slope-Tool berechnet die maximale Änderungsrate von einer Zelle zu ihren Nachbarn, die typischerweise verwendet wird, um die Steilheit des Terrains anzuzeigen. Unten ist ein Beispiel für ein Slope-Raster in planimetrischen und perspektivischen Ansichten. Das Aspect-Werkzeug berechnet die Richtung, in der die Ebene, die an die Steilheit angepasst ist, für jede Zelle steht. Der Aspekt einer Oberfläche beeinflusst typischerweise die Sonneneinstrahlung (wie die Steigung) in nördlichen Breiten. Orte mit einem südlichen Aspekt sind eher wärmer und trockener als Orte, die einen nördlichen Aspekt haben. Unten ist ein Beispiel eines Aspektrasters in planimetrischen und perspektivischen Ansichten. Hillshade zeigt die Intensität der Beleuchtung auf einer Oberfläche bei einer Lichtquelle an einem bestimmten Ort kann sie modellieren, welche Teile einer Oberfläche durch andere Teile beschattet werden würde. Unten ist ein Beispiel eines Hügelrasters in planimetrischen und perspektivischen Ansichten. Die Krümmung berechnet die Steigung der Steigung (die zweite Ableitung der Oberfläche), dh, ob ein gegebener Teil einer Oberfläche konvex oder konkav ist. Konvexe Teile von Oberflächen, wie Rippen, sind im Allgemeinen exponiert und Abfluss zu anderen Bereichen. Konkave Teile von Oberflächen, wie Kanäle, sind in der Regel mehr geschützte und akzeptieren Abfluss aus anderen Bereichen. Das Krümmungswerkzeug verfügt über einige optionale Varianten, Plan - und Profilkrümmung. Diese werden in erster Linie verwendet, um die Wirkung des Terrains auf den Wasserfluss und die Erosion zu deuten. Die Profilkrümmung beeinflusst die Beschleunigung und Verzögerung der Strömung, die Erosion und Abscheidung beeinflussen. Die planförmige Krümmung beeinflusst die Konvergenz und die Divergenz der Strömung. Unten ist ein Beispiel für ein Krümmungsraster in planimetrischen und perspektivischen Ansichten. Sichtbarkeits-Werkzeuge Einige Werkzeuge werden verwendet, um die Sichtbarkeit von Teilen von Oberflächen zu analysieren. Das Werkzeug "Sichtlinie" gibt an, ob eine Position von einem anderen sichtbar ist, und ob die Zwischenpositionen entlang einer Linie zwischen den beiden Positionen sichtbar sind oder nicht. Unten ist ein Beispiel für eine Sichtlinienanalyse. Ein Beobachter am südlichen Ende der Linie kann sehen, die Teile des Geländes entlang der Linie, die grün sind, und kann nicht sehen, die Teile des Geländes entlang der Linie, die rot gefärbt sind. In diesem Fall kann der Betrachter das Feuer im Tal nicht auf der anderen Seite des Berges sehen. Die Sichtbarkeits-Werkzeuge unterstützen Offsets, mit denen Sie die Höhe der Beobachterpunkte und der beobachteten Punkte oder Zellen festlegen können. Unten ist ein Beispiel einer Line Of Sight Analyse, die die Ergebnisse ohne Offset und mit einem Zieloffset vergleicht. Orte, die für den Beobachter sichtbar sind, sind grün, und diejenigen, die durch dazwischenliegendes Gelände versteckt sind, sind rot. Sie können einen Zieloffset verwenden, um ein Gebäude oder eine Rauchfahne zu modellieren. Bei einem großen Zieloffset ist das Ziel sichtbar, obwohl sich die Sichtbarkeit der Punkte entlang des dazwischenliegenden Terrains nicht ändert. Sie könnten dem Beobachter auch einen Versatz hinzufügen, um einen Turm an der Beobachterposition zu modellieren. Das Hinzufügen eines Beobachter-Offsets erhöht im Allgemeinen das Gelände, das von einem Ort aus sichtbar ist. Das Observer-Punkte-Tool identifiziert, welche Beobachter, als eine Menge von Punkten spezifiziert, jede beliebige Zelle einer Rasteroberfläche sehen können. Das Viewshed-Werkzeug berechnet für jede Zelle einer Rasteroberfläche und einen Satz von Eingangspunkten (oder die Eckpunkte von Eingangszeilen), wie viele Beobachter eine beliebige Zelle sehen können. Unten ist ein Beispiel für eine Viewshed-Analyse mit einem einzelnen Beobachterpunkt. Der Beobachter hat einen Versatz, um die Ansicht von einem Feuerwehrmast 50 Meter höher als die Bodenoberfläche zu modellieren. Zellen außerhalb der betrachteten Beobachter sind rechts im Bild ausgeblendet. In den folgenden Perspektivansichten sehen Sie den Beobachterpunkt und das Gelände. Kämme verstecken die Täler hinter ihnen vom Beobachterpunkt. Sowohl die Observer-Punkte als auch die Ansichten-Werkzeuge erlauben es Ihnen, Beobachter - und Ziel-Offsets sowie einen Satz von Parametern festzulegen, mit denen Sie die Richtungen und die Entfernung beschränken können, die jeder Beobachter anzeigen kann. Volumenwerkzeuge Einige Werkzeuge werden verwendet, um Volumen aus Oberflächeninformationen zu berechnen. Diese Werkzeuge berechnen den Volumenunterschied zwischen einer Raster - oder TIN-Oberfläche und einer anderen Oberfläche. Abhängig von dem Werkzeug kann die andere Oberfläche durch eine horizontale Ebene bei einer gegebenen Höhe oder durch eine zweite Raster - oder TIN-Oberfläche spezifiziert werden. Unten ist ein Beispiel einer Geländefläche, die den typischen Füllstand eines Reservoirs darstellt. Sie können die Volumenwerkzeuge verwenden, um das Volumen des zusätzlichen Wassers zu berechnen, wenn der Behälter nahe Kapazität ist. Das Werkzeug Flächenvolumen wird verwendet, um das Volumen einer Oberfläche oberhalb oder unterhalb einer horizontalen Ebene in einer bestimmten Höhe zu berechnen. Sie können dieses Werkzeug verwenden, um das Volumen des Wassers in einem Abschnitt des Flusskanals in einem bestimmten Hochwasserstadium zu berechnen. Dieses Werkzeug kann auf Raster - oder TIN-Oberflächen verwendet werden. Die Ausgabe des Werkzeugs ist eine Textdatei, die die verwendeten Parameter und die resultierenden Flächen und Volumina mitteilt. Das Cut Fill-Werkzeug wird verwendet, um die Größe der Differenz in jeder Zelle für ein vor und nach dem Raster des gleichen Bereichs zu berechnen. Dieses Werkzeug könnte verwendet werden, um das Erdvolumen zu berechnen, das auf eine Baustelle gebracht oder von dieser entfernt werden muss, um eine Oberfläche neu zu gestalten. Dieses Werkzeug arbeitet auf zwei Rastern, und die Ergebnisse werden als Raster der Differenz zwischen den beiden Schichten dargestellt. Das TIN Difference-Tool ähnelt dem CutFill-Tool, aber es funktioniert auf einem Paar von TIN-Oberflächen. Dieses Werkzeug erzeugt eine Polygon-Feature-Class, wobei jedem Polygon Attribute gegeben werden, die identifizieren, ob die zweite TIN oberhalb, unterhalb oder dieselbe wie die erste TIN und das Volumen der Differenz zwischen den TINs in diesem Polygon ist. Das Werkzeug TIN Polygon Volume berechnet die Volumendifferenz und die Fläche für jedes Polygon in einer Feature-Class relativ zu einer TIN-Oberfläche. Jedes Polygon in der Feature-Class stellt einen horizontalen Bereich auf einer in einem Höhenfeld angegebenen Höhe dar. Das Volumen oberhalb oder unterhalb dieses planaren Bereichs zu der TIN-Oberfläche wird zu einem Volumenfeld in der Merkmalklasse hinzugefügt, und die Oberfläche des Polygons wird zu einem Oberflächenbereichsfeld hinzugefügt. Umgliederungswerkzeuge Eine Möglichkeit, Oberflächendaten in mehr verwendbare Informationen für eine Analyse umzuwandeln, besteht darin, die Oberfläche neu zu klassifizieren. Die Umgliederung einer Fläche setzt einen Wertebereich gleich einem einzelnen Wert. Sie können eine Fläche neu klassifizieren, sodass Bereiche mit Zellen oberhalb eines gegebenen Wertes oder zwischen zwei kritischen Werten einen Code erhalten und andere Bereiche mit einem anderen versehen werden, oder Sie können das Werkzeug Reklassifizieren (oder Slice) verwenden, um eine Fläche aufzuteilen Eine bestimmte Anzahl von Klassen als Mittel zur Zusammenfassung und Verallgemeinerung detaillierter Daten. Umgliedern von Oberflächen wird oft getan, um die Anzahl der Ausgabekategorien für eine Overlay-Analyse zu reduzieren. Es folgt ein Beispiel für ein Höhenraster, das in mehrere Klassen geschnitten ist (jede Klasse repräsentiert einen Bereich von Höhenwerten) und in zwei Klassen (oberhalb und unterhalb einer gegebenen Höhe) umgeordnet. Unten ist ein Beispiel für ein Aspekt-Raster, das in zwei Klassen klassifiziert wurde, und südwestliche Aspekt-Pisten haben den Wert 1 (Licht), und andere Aspekte haben den Wert 0 (dunkel). Entfernungswerkzeuge Einige Entfernungswerkzeuge erstellen Raster, die den Abstand jeder Zelle von einem Satz von Positionen anzeigen. Die Werkzeuge umfassen den kürzesten geradlinigen Abstand zu einem Satz von Quellenmerkmalen und die Richtung der nächsten Eigenschaft. Das Werkzeug Euklidische Allokation erzeugt Zonen einer Fläche, die dem nächsten Merkmal zugeordnet sind. Die Kostenentfernung. Kostenpfad. Kosten Zurück Link. Und Kostenverteilungswerkzeuge werden verwendet, um den kürzesten (am wenigsten kostengünstigen) Pfad von Quellen zu Zielen zu finden, wobei ein Raster berücksichtigt wird, das die Kosten für das Durchqueren der Oberfläche quantifiziert. Das Kostenraster kann Schwierigkeiten, Energie-, Zeit - oder Dollarkosten oder einen uneinheitlichen Verbund von mehreren Faktoren widerspiegeln, die die Kosten der Reise oder des Flusses über eine Oberfläche beeinflussen. Der Pfad-Satz von Werkzeugen erfüllt viel die gleiche Funktion wie die Kostenmenge, berücksichtigt aber die zusätzlichen Faktoren der Oberflächenentfernung und der Schwierigkeit der vertikalen Reise (Kosten), dh die Tatsache, dass die Länge einer gegebenen Linie über hügeligem Gelände länger ist als die Gleiche Linie auf einer vollkommen ebenen Oberfläche und die Tatsache, dass es leichter sein kann, sich entlang einer Steigung zu bewegen, als es ist, sich auf oder ab der Steigung zu bewegen. Weitere Informationen zu den Distanzwerkzeugen finden Sie im Abschnitt Proximity Analysis. Overlay-Werkzeuge Raster-Overlay-Werkzeuge kombinieren zwei oder mehr Raster mit logischen, arithmetischen oder gewichteten Kombinationsmethoden. Mit den gewichteten Overlay - und Gewichtet-Summen-Tools können Sie mehrere Raster von unterschiedlicher Bedeutung kombinieren. Dies ist nützlich, wenn mehrere Faktoren zur Eignung beitragen, aber bestimmte Faktoren tragen stärker zum Tragen als andere. Einige Werkzeuge führen algebraische oder logische Operationen auf Oberflächen durch. Die Spatial Analyst Nachbarschafts-Tools. Wie die Block - und Fokusfunktionen, Berechnungswerte für die Zellen eines Ausgangsrasters basierend auf den Werten der umgebenden Zellen, können diese verwendet werden, um Rauschen zu entfernen oder Kantenkontraste zu verbessern, oder Resample-Raster auf eine niedrigere Auflösung. Lokale Funktionen kombinieren, vergleichen oder fassen mehrere Raster auf zellbasierter Basis zusammen. Zonalfunktionen berechnen für jede Zelle eine Funktion oder eine Statistik mit dem Wert für alle Zellen, die zu derselben Zone gehören. Extrahieren von Informationen aus Oberflächen Einige Werkzeuge extrahieren Vektoreigenschaften von Oberflächen oder erzeugen tabellarische Zusammenfassungen oder kleinere Rasterproben von Oberflächen. Sampling-Raster Das Sample-Werkzeug erzeugt eine Tabelle, die die Werte eines Rasters oder mehrere Raster an einem Satz von Sample-Point-Positionen anzeigt. Die Punkte können in einer Punkt-Feature-Class oder die Zellen in einem Raster sein, die andere Werte als NoData haben. Sie können dieses Tool verwenden, um Informationen über das, was an einer Reihe von Punkten, wie Vogel-Nesting-Sites, von Gelände, Entfernung zu Wasser und Waldtyp Raster. Unten ist ein Beispiel für ein Geologie-Raster, das an einer Reihe von Punkten als Ergebnis einer Tabelle abgetastet wird. Die Ausgabetabelle kann eigenständig analysiert oder mit den Abtastpunktmerkmalen verknüpft werden. Das Werkzeug "Werte extrahieren" erstellt eine neue Feature-Class von Punkten mit den Werten eines einzelnen Rasters an einer Reihe von Eingabepunkt-Features. Das Extract By Attributes-Tool wählt Zellen eines Rasters basierend auf einer logischen Abfrage aus. Extract By Polygon und Extract By Rectangle nehmen Listen von Koordinatenwerten auf, die einen Bereich definieren und ein Raster ausgeben, das sich innerhalb oder außerhalb des Polygons befindet. Extract By Circle nimmt die Mittenkoordinaten und den Radius eines Kreises und gibt ein Raster aus, das innerhalb oder außerhalb des Kreises ist. Extract By Points nimmt eine Liste von Koordinatenwerten, die einen Satz von Punkten definieren und gibt ein Raster der Zellenwerte an diesen Punkten (oder ohne diese Punkte) aus. In allen Fällen werden die Zellen aus dem ursprünglichen Raster, die nicht Teil des Extraktbereichs sind, NoData-Werte erhalten. Das 3D Analyst Surface Spot Tool extrahiert Höhenwerte von einer Oberfläche für einen Satz von Punkt-Features und fügt sie einem Spot-Attribut der Punkte hinzu. Extrahieren von Informationen aus einem TIN TINs speichern Slope und Aspekt Informationen als Attribute der TIN Facetten. Anstatt die Steigung und den Aspekt für TIN-Flächen abzuleiten (wie bei Raster-Geländemodellen, die nur die Höhenwerte speichern), müssen Sie diese Informationen einfach von den Facetten zu einem Satz von Polygonen extrahieren. TIN Aspect und TIN Slope extrahieren Aspekt - und Slope-Daten aus einer TIN und fügen diese Informationen als Attribute einer Polygon-Feature-Class hinzu. Im Folgenden sehen Sie ein Beispiel für das TIN-Höhenmodell und die darin enthaltenen Aspektinformationen: Im Folgenden sehen Sie ein Beispiel für das TIN-Höhenmodell und die darin enthaltenen Neigungsinformationen: Konturen extrahieren Das Konturwerkzeug entnimmt Linien von konstantem Wert (Isolinien) von einer Rasteroberfläche. Das TIN-Konturwerkzeug extrahiert eine Linienmerkmalklasse von Konturen von einer TIN-Oberfläche. Unten ist ein Beispiel für ein Höhenmodell und Konturlinien daraus extrahiert. Zonal-Statistikwerkzeuge können Tabellen für die Zusammenfassungsstatistik für ein gegebenes Raster auf der Basis von Zonen erstellen, die von einem anderen Raster oder einer Polygon-Feature-Class definiert sind, oder es kann ein neues Raster erzeugen, das den Zonen mit einer bestimmten Summary-Statistik als Attribut entspricht. Hydrologie-Tools Hydrologie-Tools Ableitung Becken und Strom Informationen aus Gelände Raster diese Informationen können in Vektoreigenschaften umgewandelt werden. Der Prozess erfordert mehrere Werkzeuge, die Informationen aus der Terrain-Oberfläche ableiten, was in Becken und Stream-Raster, die in Vektor-Features konvertiert werden können. Das Strömungsrichtungswerkzeug nimmt eine Geländeoberfläche an und identifiziert die Abwärtsneigungsrichtung für jede Zelle. Das Beckenwerkzeug verwendet die Ergebnisse des Flussrichtungswerkzeugs, um die Drainagebecken zu identifizieren, die aus den verbundenen Zellen bestehen, die zu einem gemeinsamen Ort ablaufen. Das Flow Accumulation-Tool identifiziert, wie viel Oberflächenfluß sich in jeder Zellenzelle mit hohen Akkumulationswerten ansammelt, sind gewöhnlich Strom - oder Flußkanäle. Es identifiziert auch lokale topographische Höhen (Bereiche von Null-Strömung Ansammlung) wie Berggipfel und Ridgelines. Unten ist ein Beispiel für ein Höhenmodell: Unten ist ein Beispiel für eine Strömungsrichtung Oberfläche aus dem Höhenmodell abgeleitet: Proximity-Analyse Eine der grundlegenden Fragen, die von einem GIS gefragt ist, was ist, was zum Beispiel: Wie nah ist das gut zu einem Deponie Gibt es irgendwelche Straßen innerhalb von 1.000 Metern eines Streams passieren Was ist der Abstand zwischen zwei Standorten Was ist die nächste oder am weitesten entfernt von etwas Was ist der Abstand zwischen jedem Feature in einer Ebene und die Features in einer anderen Ebene Was ist die kürzeste Straße Netz Route Von einem Ort zum anderen Proximity-Tools können in zwei Kategorien unterteilt werden, je nachdem, welche Art von Eingaben das Werkzeug annimmt: Features oder Raster. Die Feature-basierten Tools variieren in der Art der Produktion, die sie produzieren. Das Puffer-Tool gibt beispielsweise Polygon-Features aus, die dann als Eingabe für Overlay - oder räumliche Auswahltools wie Select Layer By Location verwendet werden können. Das Werkzeug "Nah" fügt den Eingabeeigenschaften ein Abstandsmessungsattribut hinzu. Die rasterbasierten Euklidischen Abstandswerkzeuge messen Distanzen vom Zentrum der Quellzellen zu dem Zentrum der Zielzellen. Die rasterbasierten Kosten-Distanz-Werkzeuge akkumulieren die Kosten für jede Zelle, die zwischen Quellen und Zielen bewegt wird. Featurebasierte Proximity-Tools Für Feature-Daten können die im Proximity-Toolset gefundenen Tools verwendet werden, um Proximity-Beziehungen zu entdecken. Diese Tools geben Informationen mit Puffermerkmalen oder Tabellen aus. Puffer werden gewöhnlich verwendet, um geschützte Zonen um Merkmale abzugrenzen oder Einflussbereiche zu zeigen. Zum Beispiel könnten Sie eine Schule von einer Meile Puffer und verwenden Sie den Puffer, um alle Schüler, die mehr als eine Meile von der Schule leben, um für ihre Transport zu und von der Schule zu planen. Sie könnten das Multiring-Puffer-Tool verwenden, um die Bereiche um ein Feature in Nah-, Mittel - und Fernklassen für eine Analyse zu klassifizieren. Puffer werden manchmal verwendet, um Daten an einen bestimmten Untersuchungsbereich zu klammern oder um Funktionen in einer kritischen Distanz von einer weiteren Betrachtung in einer Analyse auszuschließen. Puffer und Mehrfach-Ringpuffer erzeugen Flächenmerkmale in einem bestimmten Abstand (oder mehreren spezifizierten Abständen) um die Eingangsmerkmale herum. Im Folgenden finden Sie Beispiele für gepufferte Zeilen und Punkte: Im Folgenden finden Sie ein Beispiel für mehrere Ringpuffer: Puffer können verwendet werden, um Funktionen in einer anderen Feature-Class auszuwählen, oder sie können mit einem Overlay-Tool mit anderen Features kombiniert werden, um Teile von Features zu finden In den Pufferbereichen. Im Folgenden sehen Sie ein Beispiel für gepufferte Punkte, die mit Polygon-Features überlagert sind: Point Distance berechnet die Distanz von jedem Punkt in einer Feature-Class zu allen Punkten innerhalb eines bestimmten Suchradius in einer anderen Feature-Class. Diese Tabelle kann für statistische Analysen verwendet werden, oder sie kann mit einer der Feature-Classes verbunden werden, um den Abstand zu Punkten in der anderen Feature-Class zu zeigen. Sie können das Punktabstand-Werkzeug verwenden, um die Nähebeziehungen zwischen zwei Sätzen von Dingen zu betrachten. Zum Beispiel könnten Sie die Abstände zwischen einem Satz von Punkten, die mehrere Arten von Unternehmen (wie Theater, Fast-Food-Restaurants, Ingenieurbüros und Hardware-Shops) zu vergleichen und eine Reihe von Punkten, die die Standorte der Gemeinde Probleme (Wurf, zerbrochene Fenster , Sprühfarbe Graffiti), die Suche auf eine Meile zu beschränken, um lokale Beziehungen zu suchen. Sie können die resultierende Tabelle mit den Business - und Problemattributtabellen verbinden und Summenstatistiken für die Entfernungen zwischen Geschäftsarten und Problemen berechnen. Vielleicht finden Sie eine stärkere Korrelation für einige Paare als für andere und verwenden Sie Ihre Ergebnisse auf die Platzierung von öffentlichen Mülleimer oder Polizei-Patrouillen. Sie können auch Punktabstand verwenden, um den Abstand und die Richtung zu allen Wasserbrunnen innerhalb eines gegebenen Abstands eines Testbrunnens zu finden, in dem Sie eine Verunreinigung identifiziert haben. Unten ist ein Beispiel für die Punktentfernung. Jeder Punkt in einer Feature-Class erhält die ID, den Abstand und die Richtung zum nächsten Punkt in einer anderen Feature-Class. Unten ist die Punktentfernungstabelle, die mit einem Satz von Punkten verbunden ist und die Punkte verwendet, die dem Punkt 55 am nächsten sind. Sowohl Near als auch Point Distance geben die Abstandsinformationen als numerische Attribute in der Eingabepunkt-Feature-Attributtabelle für Near und in a zurück Stand-alone-Tabelle, die die Feature-IDs der Input - und Near-Features für Punktabstand enthält. Thiessen-Polygone erstellen erstellt Polygon-Features, die den verfügbaren Platz teilen und der nächsten Punkt-Funktion zuweisen. Das Ergebnis ähnelt dem Euklidischen Allocation-Tool für Raster. Thiessen-Polygone werden manchmal anstelle der Interpolation verwendet, um einen Satz von Probenmessungen an die ihnen am nächsten liegenden Bereiche zu verallgemeinern. Thiessen-Polygone werden manchmal auch als Proximal-Polygone bezeichnet. Sie können als Modellierung des Einzugsgebietes für die Punkte gedacht werden, da der Bereich innerhalb eines gegebenen Polygons näher zu jenen Polygonen ist als jeder andere. Unten ist ein Beispiel für Thiessen-Polygone für eine Reihe von Punkten. Sie können Thiessen-Polygone verwenden, um Messungen von einem Satz von Klimainstrumenten zu den Bereichen um sie zu verallgemeinern oder um die Servicebereiche für eine Reihe von Geschäften schnell zu modellieren. Layer - und Tabellenansichtstools Wählen Sie "Layer nach Ort", um den Satz ausgewählter Features in ArcMap zu ändern, indem Sie Funktionen in einer Ebene finden, die sich innerhalb einer bestimmten Distanz (oder einer anderen räumlichen Beziehung zu) in einer anderen Feature-Class befinden Schicht. Im Gegensatz zu den anderen Vektorwerkzeugen erstellt Select By Location keine neuen Features oder Attribute. Das Tool "Layer nach Standort auswählen" befindet sich im Toolset "Layer und Tabellenansichten", oder Sie können im Menü "ArcMap-Auswahl" nach Standort auswählen. Unten ist ein Beispiel, bei dem Punkte innerhalb eines gegebenen Abstands von anderen Punkten ausgewählt werden, wobei die Puffer nur gezeigt sind, um den Abstand zu veranschaulichen. Sie können Select By Location verwenden, um alle Autobahnen innerhalb eines County oder alle Häuser innerhalb von fünf Kilometern von einem Lauffeuer zu finden. Netzwerk-Distanz-Tools Einige Distanz-Analysen erfordern, dass die Messungen auf eine Straße, einen Strom oder ein anderes lineares Netzwerk beschränkt sind. Mit der ArcGIS Network Analyst-Erweiterung können Sie den kürzesten Weg zu einem Standort entlang eines Netzwerks von Transportrouten finden, den nächstgelegenen Punkt zu einem bestimmten Punkt finden oder Dienstbereiche (Bereiche, die in gleichem Abstand von einem Punkt entlang aller verfügbaren Pfade sind) Netzwerk. Unten ist ein Beispiel für eine Route-Lösung für drei Punkte entlang eines Straßennetzes. Die Closest Facility-Lösung findet Orte im Netzwerk, die am nächsten sind (in Bezug auf die Streckenlänge) zu einem Ursprung. Im Folgenden finden Sie ein Beispiel für einen Servicebereich für die Reisezeit in einem Netzwerk: Network Analyst führt eine laufende Gesamtlänge der Segmente aus, da es verschiedene alternative Routen zwischen Standorten vergleicht, wenn die kürzeste Route gefunden wird. Bei der Suche nach Servicebereichen erforscht Network Analyst eine maximale Distanz auf jedem der verfügbaren Netzwerksegmente und die Enden dieser Pfade werden zu Punkten auf dem Umkreis des Servicebereich-Polygons. Network Analyst kann auch Ursprungs-Zielmatrizen berechnen. Die Tabellen von Abständen zwischen einem Satz von Punkten (die Ursprünge) und einem anderen Satz von Punkten (die Ziele) sind. Rasterbasierte Abstandswerkzeuge Die Erweiterungserweiterung von ArcGIS Spatial Analyst bietet mehrere Werkzeuge, die in der Näheanalyse verwendet werden können. Das Abstands-Toolset enthält Werkzeuge, die Raster erstellen, die den Abstand jeder Zelle aus einem Satz von Features anzeigen oder die jede Zelle der nächsten Funktion zuweisen. Entfernungswerkzeuge können auch den kürzesten Weg über eine Fläche oder den Korridor zwischen zwei Stellen berechnen, wodurch zwei Sätze von Kosten minimiert werden. Distanzoberflächen werden oft als Eingänge für Overlay-Analysen verwendet, zum Beispiel in einem Modell der Lebensraumtauglichkeit, die Entfernung von Strömen könnte ein wichtiger Faktor für wasserliegende Spezies sein, oder die Entfernung von Straßen könnte ein Faktor für schüchterne Spezies sein. Euklidischer Abstand Euklidischer Abstand ist geradliniger Abstand oder Entfernung, gemessen in der Luftlinie. Für einen gegebenen Satz von Eingabefunktionen wird der minimale Abstand zu einem Merkmal für jede Zelle berechnet. Unten ist ein Beispiel für die Ausgabe des Euklidischen Distanzwerkzeugs, wobei jede Zelle des Ausgangsrasters den Abstand zum nächsten Flußmerkmal hat: Man könnte Euklidische Distanz als Teil eines Waldbrandmodells verwenden, wobei die Wahrscheinlichkeit einer gegebenen Zelle anzündet Ist eine Funktion der Entfernung von einer gerade brennenden Zelle. Euklidische Zuweisung Euklidische Zuteilung teilt einen Bereich auf und weist jede Zelle der nächsten Eingabefunktion zu. Dies ist analog zur Erzeugung von Thiessen-Polygonen mit Vektordaten. Das Werkzeug Euklidische Allokation erzeugt polygonale Rasterzonen, die die Orte anzeigen, die einem bestimmten Punkt am nächsten liegen. Wenn Sie eine maximale Distanz für die Zuweisung angeben, entsprechen die Ergebnisse analog der Pufferung der Quellmerkmale. Unten ist ein Beispiel für eine Euklidische Allokationsanalyse, wobei jede Zelle des Ausgabe-Rasters die ID des nächsten Punktmerkmals erhält: Sie können die Euklidische Zuweisung verwenden, um Einflusszonen oder Ressourceneinzugsgebiete für eine Reihe von Siedlungen zu modellieren. Unten ist ein Beispiel einer Euklidischen Allokationsanalyse, bei der jede Zelle innerhalb eines bestimmten Abstands eines Punktes die ID des nächsten Punktmerkmals erhält: Für jede Zelle gibt die Farbe den Wert des nächsten Punktes in der zweiten Grafik an, einen maximalen Abstand Begrenzt die Zuordnung zu pufferartigen Bereichen. Sie können Euklidische Zuweisung mit einer maximalen Distanz verwenden, um einen Satz von Pufferzonen um Ströme zu erstellen. Euclidean direction Euclidean direction gives each cell a value that indicates the direction of the nearest input feature. Below is an example of the output of the Euclidean Direction tool where each cell of the output raster has the direction to the nearest point feature: You might use Euclidean direction to answer the question, For any given cell, which way do I go to get to the nearest store Cost distance In contrast with the Euclidean distance tools, cost distance tools take into account that distance can also be measured in cost (for example, energy expenditure, difficulty, or hazard) and that travel cost can vary with terrain, ground cover, or other factors. Given a set of points, you could divide the area between them with the Euclidean allocation tools so that each zone of the output would contain all the areas closest to a given point. However, if the cost to travel between the points varied according to some characteristic of the area between them, then a given location might be closer, in terms of travel cost, to a different point. Below is an example of using the Cost Allocation tool, where travel cost increases with land-cover type. The dark areas could represent difficult-to-traverse swamps, and the light areas could represent more easily traversed grassland. Compare the Euclidean allocation results with the Cost allocation results. This is in some respects a more complicated way of dealing with distance than using straight lines, but it is very useful for modeling movement across a surface that is not uniform. Path distance The path distance tools extend the cost distance tools, allowing you to use a cost raster but also take into account the additional distance traveled when moving over hills, the cost of moving up or down various slopes, and an additional horizontal cost factor in the analysis. For example, two locations in a long, narrow mountain valley might be further apart than one is from a similar location in the next valley over, but the total cost to traverse the terrain might be much lower within the valley than across the mountains. Various factors could contribute to this total cost, for example: It is more difficult to move through brush on the mountainside than through meadows in the valley. It is more difficult to move against the wind on the mountain side than to move with the wind and easier still to move without wind in the valley. The path over the mountain is longer than the linear distance between the endpoints of the path, because of the additional up and down travel. A path that follows a contour or cuts obliquely across a steep slope might be less difficult than a path directly up or down the slope. The path distance tools allow you to model such complex problems by breaking travel costs into several components that can be specified separately. These include a cost raster (such as you would use with the Cost tools), an elevation raster that is used to calculate the surface-length of travel, an optional horizontal factor raster (such as wind direction), and an optional vertical factor raster (such as an elevation raster). In addition, you can control how the costs of the horizontal and vertical factors are affected by the direction of travel with respect to the factor raster. Below is an example of the Path Distance Allocation tool, where several factors contribute to cost. The illustration below compares the Euclidean Allocation results with the Path Distance Allocation analysis: The Corridor tool combines the results of the Cost Distance analysis for the two factors. The results can be reclassified to find the areas where the combined costs are kept below a certain level. These areas might be more attractive corridors for the animal to travel within. The Surface length tool in the ArcGIS 3D Analyst extension toolbox in the Functional Surface toolset calculates the length of input line features given a terrain surface. This length can be significantly longer than the two-dimensional, or planimetric, length of a feature in hilly or mountainous terrain. Just as a curving path between two points is longer than a straight path, a path that traverses hills and valleys is longer than a perfectly level path. The surface length information is added to the attribute table of the input line features. Below is an example that contrasts the surface length of a line feature in rough terrain with its planimetric length.
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