Neuheiten in ArcGIS 10 Spatial Analyst
Die Erweiterung ArcGIS Spatial Analyst bietet eine breite Auswahl von leistungsfähigen Funktionen für die räumliche Modellierung und Analyse. In ArcGIS 10 bietet Spatial Analyst Verbesserungen für Performance und neue Werkzeuge.
Neue Geoverarbeitungswerkzeuge
Extraktion
Mit dem neuen Werkzeug Extract Multi Values to Points können Sie Werte aus mehreren Eingabe-Rastern, einschließlich Multiband-Raster, die auf einer Reihe von Eingabepunkten basieren, extrahieren. Die einzelnen Raster-Werte werden zur Eingabe-Feature-Class als Attribute hinzugefügt und Sie können den Ausgabenamen angeben. Mit dem Werkzeug Werte zu Punkten extrahieren, das in älteren Versionen als ArcGIS 10 bereitgestellt wird und ähnlich funktioniert, können Werte immer nur aus einem Raster extrahiert werden, und es wird eine neue Ausgabe-Feature-Class erstellt.
Multivariate
Ein neues Werkzeug für die multivariate Analyse, Unüberwachte Iso Cluster-Klassifizierung, wird zum Durchführen von unüberwachten Klassifizierungen bereitgestellt.
Overlay
Zwei neue Werkzeuge mit ungenauer Logik zum Durchführen von Overlay-Analysen, die für die Entscheidungsfindung unter Berücksichtigung mehrerer Kriterien verwendet werden, sind Fuzzy Membership und Fuzzy Overlay. Ungenaue Logik basiert auf der Mengenlehre. Sie ist eine Alternative zu den Methoden Weighted Overlay und Weighted Sum, die in der aktuellen Spatial Analyst-Version bereitgestellt werden, aber alle Ansätze eignen sich besonders gut für die Eignungsmodellerstellung.
Wie in den meisten Overlay-Analysen werden die wichtigen Layer mit einem einheitlichen Maßstab reklassifiziert oder in einen einheitlichen Maßstab umgewandelt und anschließend addiert oder kombiniert, um die optimalen Positionen für die zu studierenden Phänomene zu identifizieren.
Das Werkzeug Fuzzy Membership wird zum Skalieren (Reklassifizieren oder Umwandeln) der Eingabedaten in Mitgliedschaftswerte von 0 bis 1 mit der angegebenen Fuzzy-Funktion verwendet. Die Mitgliedschaftswerte stellen einen subjektiv definierten Grad der Angehörigkeit zu einer Gruppe dar, wobei Werte, die näher bei 1 liegen, als geeigneter angesehen werden.
Das Werkzeug Fuzzy Overlay wird verwendet, um mindestens zwei Fuzzy Membership-Ergebnisse zu kombinieren, die mit Fuzzy-Operatoren beispielsweise ein Raster-Dataset für die Ausgabe-Eignung erstellen. Das Werkzeug identifiziert die Positionen, die mit größter Wahrscheinlichkeit zur am meisten bevorzugten Kombination von Gruppen gehören, d. h., die im Fall eines Eignungsmodells am besten geeignet sind.
Raster-Berechnung
Das neue Werkzeug Raster berechnen wurde als Ersatz für das frühere Werkzeug "Raster berechnen" in der Werkzeugleiste "Spatial Analyst" und für das Werkzeug "Single Output Map Algebra" entwickelt. Mit dem neuen Werkzeug Raster berechnen werden Map-Algebra-Ausdrücke mit der Python-Syntax ausgeführt. Das Werkzeug Raster berechnen unterstützt Variablen im Ausdruck, wenn es im ModelBuilder verwendet wird.
Zonal
Das neue Werkzeug Zonales Histogramm ersetzt die ursprüngliche Funktion in der Werkzeugleiste "Spatial Analyst". Das neue Werkzeug gibt Ihnen mehr Kontrolle über die Ausgabe und ermöglicht eine einfache Einbeziehung in die Workflows der Geoverarbeitung.
Das Werkzeug Zonale Statistiken als Tabelle wurde aktualisiert und durch einen neuen Parameter ergänzt, der Ihnen mehr Kontrolle darüber gibt, welche Statistiktypen berechnet werden sollen.
Map-Algebra
In ArcGIS 10 wurde Map Algebra nahtlos in die Python-Umgebung integriert, sodass leistungsstärkere Analyse- und Modellierungsfunktionen bereitgestellt werden.
Die Map-Algebra-Syntax selbst ist im Grunde genommen gleich geblieben und die Benutzerfreundlichkeit wurde bewahrt, sodass die Benutzer damit vertraut sind. Die an der Syntax vorgenommenen Änderungen ermöglichen es im Allgemeinen, den größeren Funktionsumfang in Python zu nutzen.
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Zu den Gründen bzw. Vorteilen der Integration von Map-Algebra in Python gehören die folgenden:
Map-Algebra kann über das integrierte interaktive Fenster von Python oder über Ihre bevorzugte integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) für die Python-Skripterstellung aufgerufen werden.
Umfassende AutoComplete-Funktionen vereinfachen die Erstellung von Ausdrücken, insbesondere von komplexen Ausdrücken.
Alle Spatial Analyst-Werkzeuge sind in Map-Algebra verfügbar.
Ein umfassender Satz mathematischer und logischer Operatoren wird unterstützt.
Einzelne Werkzeuge und Operatoren können zu einzelnen komplexen Anweisungen verknüpft werden.
Lokale (zellenweise) Ausdrücke wurden zur Verbesserung der Performance optimiert.
Python-Klassen sind für bestimmte Parametersammlungen verfügbar. Sie ermöglichen eine automatische Vervollständigung sowie einen programmgesteuerten Zugriff auf einzelne Parameter. Die folgende Liste ist eine allgemeine Aufstellung der Spatial Analyst-Klassen:
- Nachbarschaften, Remap-Tabellen, Weighted Overlay- und Weighted Sum-Tabellen, vertikale und horizontale Faktoren, Topo zu Raster-Eingabe und Fuzzy Membership.
Werkzeugleiste "Spatial Analyst"
Angesichts all der Vorteile der Geoverarbeitung wurden die wenigen Funktionen, die auf der Spatial Analyst-Werkzeugleiste der früheren Versionen verfügbar waren, in ArcGIS 10 entfernt. Die interaktiven Werkzeuge Umriss erstellen und Histogramm werden auf der Werkzeugleiste weiterhin bereitgestellt.
Statt in das Dialogfeld "Raster berechnen" in ArcGIS 9.3 und früher können Map-Algebra-Ausdrücke jetzt in das Werkzeug Raster berechnen oder direkt in das Python-Fenster eingegeben werden.
Systemeigener Lese-/Schreibzugriff auf Daten
Raster-Vorgänge in Spatial Analyst wurden früher normalerweise nur für Esri Grid-Datasets ausgeführt. Andere angegebene Eingabe- oder Ausgabeformate wurden intern nach Bedarf aus oder in GRIDs konvertiert. Auf ähnliche Weise wurden Feature-Daten intern in das Shapefile-Format konvertiert.
In ArcGIS 10 wurden Änderungen vorgenommen, die Lese-/Schreibfunktionen für das systemeigene Format in der Spatial Analyst-Engine bereitstellen, wodurch eine schnellere und stabilere Datenverarbeitung ermöglicht wird. Da keine temporären Scratch-Dateien erstellt und intern verwaltet werden, ist es möglich, die Verarbeitungszeit zu reduzieren und Speicherplatz zu sparen. Andere Vorteile sind u. a. die folgenden:
- Alle Längenbeschränkungen für Feldnamen und Pfade, die durch das Esri GRID-Format auferlegt wurden, gelten nicht mehr.
- Die Shapefile-Größenbeschränkung von 2,1 GB wird umgangen, indem Ausgaben in eine File-GDB oder SDE geschrieben werden.
- Wenn die Option von den angegebenen Eingabe- und Ausgabeformaten unterstützt wird, werden Zeitwerte in Datumsfeldern beibehalten bzw. Nullwerte werden als solche behandelt und nicht mehr in Null umgewandelt.
Auf einer technischeren Ebene:
- In ArcGIS 10 werden zwei neue Schnittstellen, IRasterAnalysisGlobalEnvironment und IRasterOpBase, eingeführt, damit Raster-Daten in Spatial Analyst mit ArcObjects verarbeiten werden können, ohne in das Esri GRID-Format konvertiert werden zu müssen.
- Die Standardeinstellung "Falsch" für IRasterAnalysisGlobalEnvironment::AvoidDataConversion stellt sicher, dass der Ausführungspfad derselbe wie in den Versionen vor ArcGIS 10 ist.
- Durch das Festlegen von IRasterAnalysisGlobalEnvironment::AvoidDataConversion auf "Wahr" wird sichergestellt, dass alle Raster- und Feature-Daten systemintern verarbeitet werden.
- Die Schnittstelle IRasterOpBase stellt einen Mechanismus bereit, um den Namen der Ausgabedaten und des Workspaces anzugeben, bevor der Vorgang ausgeführt wird. Infolgedessen wird die Ausgabe dauerhaft direkt im erforderlichen Format geschrieben.
Performance-Verbesserungen
Das Werkzeug Focal Statistics verfügt über einen neuen Algorithmus, der die Performance deutlich verbessert – vor allem bei Verwendung von großen Nachbarschaften, z. B. rechteckige Nachbarschaften von mindestens 12 X 12 und kreisförmige Nachbarschaften mit einem Radius von 5 oder größer. Die Verbesserungen gelten für alle Nachbarschaftstypen (bis auf einen) und für die meisten Statistiktypen. Die Performance der anderen Statistiktypen ist genau so wie früher.
Wenn andere Raster als GRID-Raster und andere Feature-Daten als Shapefile-Feature-Daten als Eingabe oder Ausgabe verwendet werden, werden Spatial Analyst-Werkzeuge im Allgemeinen schneller ausgeführt als in Version 9.3.1. Das liegt daran, dass Lese-/Schreibfunktionen für das systemeigene Format in der Spatial Analyst-Engine hinzugefügt wurden. Ausführliche Informationen finden Sie im vorhergehenden Abschnitt "Systemeigener Lese-/Schreibzugriff auf Daten".
Bildklassifizierung
In ArcGIS 10 wurde eine neue Werkzeugleiste für die Bildklassifizierung eingeführt. Über die Werkzeugleiste Bildklassifizierung können Sie eine Klassifizierung der Multiband-Raster-Datasets sowohl mit interaktiven als auch mit Geoverarbeitungswerkzeugen durchführen.
Mithilfe der Werkzeugleiste Bildklassifizierung können Sie die Bildklassifizierung an einer einzelnen Stelle durchführen. Auf der Werkzeugleiste werden interaktive und benutzerfreundliche Werkzeuge zum Erstellen und Auswerten der Trainingsgebiete bereitgestellt, die für eine überwachte Klassifizierung benötigt werden. Sie können auch mehrere Geoverarbeitungswerkzeuge für die multivariate Analyse aufrufen.
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Diese Werkzeugleiste ermöglicht eine schnellere und einfachere Ausführung der Bildklassifizierungs-Tasks.
Der Trainingsgebiet-Manager stellt die folgenden Funktionen für die Klassifizierung bereit:
- Listen der durch die Trainingsgebiete dargestellten Klassen
- Werkzeuge zum Verwalten der Trainingsgebiete
- Mehrere Auswertungswerkzeuge für Trainingsgebiete zum Erstellen und Anzeigen von Histogrammen, Streudiagrammen und Statistiken dieser Klassen
- Ermöglicht es, eine Signaturdatei für die Klassifizierung zu erstellen
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