Cómo funciona Estadísticas focalizadas

La herramienta Estadísticas focalizadas realiza una operación de vecindad que calcula un ráster de salida en donde el valor para cada celda de salida es una función de los valores de todas las celdas de entrada que están en una vecindad especificada alrededor de esa ubicación. La función que se realiza en la entrada es una estadística, como el máximo, el promedio o la suma de todos los valores que se encuentran en esa vecindad.

Conceptualmente, en la ejecución, el algoritmo visita cada celda en el ráster y calcula la estadística específica con la vecindad identificada. La celda para la cual se calcula la estadística se denomina la celda de procesamiento. El valor de la celda de procesamiento, como todos los valores de celda en la vecindad identificada, se incluyen en el cálculo de las estadísticas de vecindad.

Las vecindades se pueden superponer de modo que las celdas en una vecindad también se pueden incluir en la vecindad de otra celda de procesamiento.

Ejemplo

Para ilustrar el procesamiento de vecindad para Estadísticas focalizadas que calcula una estadística de Suma, considere la celda de procesamiento con un valor de 5 en el siguiente diagrama. Se especifica una forma de vecindad de celda rectangular de 3 por 3. La suma de los valores de las celdas vecinas (3 + 2 + 3 + 4 + 2 + 1 + 4 = 19) más el valor de la celda de procesamiento (5) equivale a 24 (19 + 5 = 24). Por lo tanto, la celda recibe un valor de 24 en el ráster de salida en la misma ubicación que la celda de procesamiento en el ráster de entrada.

El diagrama anterior muestra cómo se realizan los cálculos en una única celda del ráster de entrada. En el siguiente diagrama, se muestran los resultados para todas las celdas de entrada. Las celdas resaltadas en color amarillo identifican la misma celda de procesamiento y la vecindad como en el ejemplo anterior.

La forma de una vecindad puede ser un anillo (donut), un círculo, un rectángulo o una porción de círculo. Las posibles estadísticas que se pueden calcular dentro de una vecindad son media, mayoría, máximo, mediana, mínimo, minoría, rango, desviación estándar, suma, y diversidad.

La herramienta Estadísticas focalizadas permite controlar la estadística y el tipo de vecindad que se va a calcular.

Tipos de vecindad

La forma de una vecindad puede ser un anillo (donut), un círculo, un rectángulo o una porción de círculo. Al utilizar un archivo kernel, también puede definir una forma de vecindad personalizada, además de asignar diferentes pesos a celdas específicas en la vecindad antes de calcular la estadística.

A continuación se presenta una discusión de las diferentes formas de vecindad y cómo están definidas:

• Anillo
  • La forma de anillo comprende un círculo más pequeño dentro de un círculo más grande (forma de donut). Las celdas con centros que caen fuera del radio del círculo más pequeño pero dentro del radio del círculo más grande se incluirán en el procesamiento de la vecindad.
  • Las unidades para el radio interno y externo se pueden definir en celdas o en unidades de mapa.

  Ilustración de estadísticas focalizadas con vecindad de anillo.

• Círculo
  • Todas las celdas cuyos centros caen dentro del radio del círculo se incluirán en el procesamiento de la vecindad.
  • Las unidades para el radio se pueden definir en celdas o en unidades de mapa.

  Ilustración de estadísticas focalizadas con vecindad de círculo.

• Rectángulo
  • El tamaño de la vecindad rectangular está determinado por el ancho y la altura.
  • La posición de x,y para la celda de procesamiento dentro de la vecindad, con respecto a la esquina superior izquierda de la vecindad, se determina por las siguientes ecuaciones:

     x = (width of the neighborhood + 1)/2
     y = (height of the neighborhood + 1)/2

  • Si el número de entrada de las celdas es par, las coordenadas x e y se calculan con truncamiento.
  • Por ejemplo, en una vecindad de celda de 5 por 5, los valores x e y son 3,3. En una vecindad de 4 por 4, los valores x e y son 2,2.
  • Las unidades para los valores de ancho y altura se pueden definir en celdas o en unidades de mapa.

  Ilustración de estadísticas focalizadas en vecindad rectangular.

• Porción de círculo
  • Las celdas con centros que caen dentro de la porción de círculo se incluirán en el procesamiento de la vecindad.
  • Los ángulos de inicio y fin son valores enteros o de puntos flotantes entre 0 y 360. Los valores del círculo comienzan con 0 en el eje x positivo (3:00 en el reloj) y aumentan en el sentido contrario a las agujas del reloj hasta que regresan a 0.
  • Las unidades para el radio se pueden definir en celdas o en unidades de mapa. Las unidades para el inicio y el final de los ángulos se expresan en grados.

  Ilustración de estadísticas focalizadas con vecindad de porción de círculo.

• Irregular
  • Permite especificar una vecindad de forma irregular alrededor de la celda de procesamiento.
  • El archivo kernel irregular especifica las posiciones de celdas que se deben incluir en la vecindad.
  • La posición de x,y para la celda de procesamiento dentro de la vecindad, con respecto a la esquina superior izquierda de la vecindad, se determina por las siguientes ecuaciones:

     x = (width + 1)/2
     y = (height + 1)/2

  • Si el número de entrada de las celdas es par, las coordenadas x e y se calculan con truncamiento.
  • Para el archivo kernel para una vecindad irregular:
    • El archivo kernel irregular es un archivo de texto ASCII que define los valores y la forma de una vecindad irregular.
    • La primera línea especifica el ancho y la altura de la vecindad (el número de celdas en la dirección x, seguido de un espacio y el número de celdas en la dirección y).
    • Las líneas siguientes ofrecen los valores de cada posición en la vecindad. Los valores se introducen en la misma configuración que aparece en la vecindad que representan. Se requiere un espacio entre cada valor.
    • Los valores en el archivo kernel deben ser 0 (cero) o 1 (uno). Sin embargo, cualquier valor distinto de 0 se interpreta como 1.
    • Un valor de 0 (no un espacio en blanco) para una posición de celda indica que la celda no es un miembro de la vecindad y no se utilizará para el procesamiento. Un valor de 1 indica que la celda correspondiente (y valor) es un miembro de la vecindad.

  • Este es un ejemplo de un archivo kernel irregular ASCII y la vecindad que representa:

  Ilustración de estadísticas focalizadas con vecindad irregular.

• Peso
  • Permite definir una vecindad irregular alrededor de la celda de procesamiento y especificar cuáles pesos se utilizarán para multiplicar los valores de celda en un ráster de entrada.
  • El archivo kernel de peso especifica qué posiciones de celda se deben incluir dentro de la vecindad y los pesos que se aplicarán a ellas.
  • La vecindad ponderada sólo está disponible para los tipos de estadísticas de valor medio, desviación estándar (DTP) y suma.
  • La posición de x,y para la celda de procesamiento dentro de la vecindad, con respecto a la esquina superior izquierda de la vecindad, se determina por las siguientes ecuaciones:

        x = (width + 1)/2
        y = (height + 1)/2

  • Si el número de entrada de las celdas es par, las coordenadas x e y se calculan con truncamiento.
  • Para el archivo kernel para una vecindad ponderada:
    • El archivo kernel de peso es un archivo de texto ASCII que define los valores y la forma de una vecindad ponderada.
    • La primera línea especifica el ancho y la altura de la vecindad (el número de celdas en la dirección x, seguido de un espacio y el número de celdas en la dirección y).
    • Las líneas siguientes ofrecen los valores de peso de cada posición en la vecindad. Los valores se introducen en la misma configuración que aparece en la vecindad que representan. Los valores positivos, negativos y decimales son todas opciones válidas para utilizar como peso. Se requiere un espacio entre cada valor.
    • Para las ubicaciones en el vecindario que no son parte del cálculo, utilice un valor de 0 en la ubicación correspondiente del archivo kernel.

  • Este es un ejemplo de un archivo kernel ponderado ASCII y la vecindad que representa:

  Ilustración de estadísticas focalizadas con vecindad ponderada.

Tipo de estadísticas

Las estadísticas disponibles son mayoría, máximo, valor medio, media, mínimo, minoría, rango, desviación estándar y suma. El tipo de estadísticas por defecto es el valor medio.

• Mayoría
  • Solo se puede utilizar un ráster entero como entrada.
  • Cuando existe más de un valor mayoritario dentro de la vecindad, la ubicación de la celda de procesamiento recibirá NoData en la salida.
• Máximo
  • Si el ráster de entrada es un entero, los valores en el ráster de salida serán un entero; si los valores en la entrada son un punto flotante, los valores en la salida serán un punto flotante.
• Valor medio
  • El ráster de salida siempre será un punto flotante.
  • La estadística de valor medio se puede utilizar con el tipo de vecindad ponderada.
• Mediana
  • Solo se puede utilizar un ráster entero como entrada.
  • Si el número de valores de celdas válidos en la vecindad es impar, el valor mediano se calcula a través de la clasificación de los valores y la selección del valor medio. Si el número de valores en una vecindad es par, se clasifican los valores y se promedian los dos valores del medio.
• Mínimo
  • Si el ráster de entrada es un entero, los valores en el ráster de salida serán un entero; si los valores en la entrada son un punto flotante, los valores en la salida serán un punto flotante.
• Minoría
  • Solo se puede utilizar un ráster entero como entrada.
  • Cuando existe más de un valor minoritario dentro de la vecindad, la ubicación de la celda de procesamiento recibirá NoData en la salida.
• Rango
  • Si el ráster de entrada es un entero, los valores en el ráster de salida serán un entero; si los valores en la entrada son un punto flotante, los valores en la salida serán un punto flotante.
  • Los valores para cada ubicación de celda en el ráster de salida se determinan celda por celda al aplicar esta simple fórmula: Rango focal = Máximo focal – Mínimo focal.
• STD
  • El ráster de salida siempre será un punto flotante.
  • La estadística STD se puede utilizar con el tipo de vecindad ponderada.
• Suma
  • Si el ráster de entrada es un entero, los valores en el ráster de salida serán un entero; si los valores en la entrada son un punto flotante, los valores en la salida serán un punto flotante.
• Variedad
  • Solo se puede utilizar un ráster entero como entrada.

Celdas de procesamiento de NoData

La opción Ignorar NoData en cálculos controla cómo se manejan las celdas NoData dentro de la ventana de vecindad. Cuando marca esta opción (la opción DATA), cualquier celda en la vecindad que sea NoData se ignora en el cálculo del valor de la celda de salida. Al desmarcarla (la opción NODATA), si cualquier celda en la vecindad es NoData, la celda de salida será NoData:

Si la celda de procesamiento en sí es NoData, con la opción Ignorar NoData seleccionada, el valor de salida para la celda se calcula en función de las otras celdas en la vecindad que tengan un valor válido. Por supuesto, si todas las celdas en la vecindad son NoData, la salida será NoData, sin importar la configuración de este parámetro.