Analizujesz ruch za pomocą powierzchni kosztowych za pomocą narzędzia ArcGIS Path Distance?

9

Chciałbym przeanalizować hipotetyczny ruch (pieszo) w krajobrazie pod kątem zużycia energii, ale mam pewne kłopoty, które, mam nadzieję, mogą mi pomóc. Próbowałem to zrobić za pomocą narzędzia ArcGIS's Path Distance-Tool w programie Spatial Analyst, używając utworzonych przez nas powierzchni kosztów, ale nie są to oczekiwane wyniki.

Tak wygląda moja powierzchnia elewacji (pobrana z ASTER GDEM): Dane wysokościowe: obszary białe / purpurowe są najwyższe, a zielone najniższe.

Na podstawie danych dotyczących wysokości utworzyłem powierzchnię kosztów, która powinna zawierać wydatek energii (tempo metaboliczne w watach) na jednostkę mapy (m). Do tego użyłem tej formuły: M = 1.5W + 2.0 (W + L) (L / W)2 + N (W + L) (1.5V2 + 0.35V * abs(G + 6))

Lub wprowadź terminy kalkulatora rastrowego: (1.5 * 60) + (2.0 * (60 + 3) * Square((3 / 60))) + (1.2 * (60 + 3) * (Square((1.5 * "movementspeed")) + (0.35 * "movementspeed") * Abs(("slopeinpercent" + 6))))

Gdzie M to tempo metabolizmu w watach, W to masa modelowanego osobnika, L to nośność osobnika, N to czynnik opisujący łatwość poruszania się w terenie (dla celów testowych ustawiony na 1,2), V to jednostka prędkość ruchu, a G to nachylenie w procentach. Stworzyło to powierzchnię o wartościach między 90 a 25000, z większością wartości między 90 a 1000 (co wydaje się słuszne, absurdalnie wysokie wartości są najprawdopodobniej wynikiem wadliwych wartości nachylenia, które można łatwo naprawić).

Szybkość ruchu obliczono za pomocą tego wzoru: V = 6e^(-3.5 * |s + 0.05|gdzie s to nachylenie w stopniach.

Lub w terminach kalkulatora rastrowego: 6 * Exp( - 3.5 * Abs(Tan("slopeindegrees") + 0.05)) To stworzyło powierzchnię o wartościach od 0 do 5,9 km / h, co wydaje się właściwe i zgodne z tym, czego się spodziewałem.

Teraz te powierzchnie zostały użyte jako dane wejściowe w narzędziu Odległość odległości; DEM jako raster powierzchni wejściowej (tj. in_surface_raster), powierzchnia z wydatkiem energii jako raster kosztów, a DEM jako raster pionowy, aby umożliwić narzędziu obliczenie, czy modelowana osoba porusza się w górę lub w dół zbocza. Do celów testowych jako dane źródłowe wykorzystano dwa punkty w północno-zachodnim i południowo-wschodnim narożniku DEM (tj. In_source_data). Wynik był taki (czerwony to nieinicjalnie najniższa wartość, a niebieski najwyższa): Wydatki energetyczne, gdzie najniższe są wartości koloru czerwonego

Moja interpretacja wyniku jest taka, że ​​prawie ignoruje różnice w wysokości, a różnice w wartości są po prostu związane z różnicami w odległości. Spodziewałbym się, że powierzchnia podąży za płaskimi obszarami w zachodniej części regionu i uniknie górzystych wschodnich części, czego wyraźnie nie robi. Ale wciąż jestem nowy w tego typu analizach i doceniłbym interpretacje innych. Czy ktoś jest w stanie wskazać jakieś wady w mojej metodologii / formułach, które mogą powodować dziwne wyniki? Czy też oczekuje się wyników i po prostu nie rozumiem, czego powinienem oczekiwać po analizie odległości ścieżki?

Oulah
źródło
W „narzędziu Odległość ścieżki” pole „Wprowadź dane źródłowe rastra lub elementu” reprezentuje jeden lub wiele punktów, dla których obliczasz ścieżkę. ESRI mówi: „Jest to zestaw danych rastrowych lub funkcji, który identyfikuje komórki lub lokalizacje, do których obliczana jest najmniejsza skumulowana odległość kosztów dla każdej lokalizacji komórki wyjściowej. Zastosowanie do tego celu DEM nie ma sensu, IMO. Po tym kroku następuje Obliczenie „najkrótszej ścieżki” (narzędzia zostały przetasowane po arku w Arc10 i nazwane inaczej), dzięki czemu wpisujesz punkt, GDZIE obliczasz ścieżkę DO poprzednio zdefiniowanych lokalizacji źródłowych.
G-kreator
Nie użyłem DEM jako warstwy źródłowej, został on użyty tylko jako dane wejściowe w tym, co ARCGIS nazywa „in_surface_raster”. Użyłem dwóch punktów na północnym zachodzie i południowym wschodzie jako warstwy źródłowej. Przepraszam za zamieszanie, zmodyfikuję swój post, aby odpowiednio rozróżnić oba.
Oulah

Odpowiedzi:

4

Jest to bardzo podobne do tego, jak wygląda nasz wynik z narzędzia odległości odległości zawierającego specyfikację dem, pionowego rastra i współczynnika pionowego (co jest zasadniczo tym, co próbujesz zrobić z warstwą oporu, ale rozróżnia ruch pod górę i z góry). Może to być po prostu to, czego oczekujesz, biorąc pod uwagę twój zakres wysokości i wagi oporu. Jednak na podstawie szybkiego spojrzenia na twój DEM i wyniki wydaje się, że istnieje wiele rzeczy, które mogą powodować, że twoje wyniki nie będą wyglądać tak, jak chcesz, i że możesz chcieć się przyjrzeć ponownie.

1) W południowo-zachodniej części twojego obszaru masz spory kawałek, który wydaje się być zakodowany jako nodata (w warstwie DEM lub oporowej). W tej funkcji GIS traktuje piksele nodata jako zasadniczo mające nieskończoną oporność. (Właśnie dlatego ta wyspa ma bardzo dużą wartość odległości)

2) Jeśli używasz odległości ścieżki i określasz pionowy raster, ale nie czynniki pionowe (lub odwrotnie) lub jeśli którakolwiek z tych dwóch części jest nieprawidłowo określona lub sformatowana, funkcja po prostu nie wykona tej części narzędzia i użyje reszta algorytmu do generowania danych wyjściowych, ale nie będzie generować żadnych ostrzeżeń ani wskazań, że części analiz w kierunku pionowym lub poziomym nie zostały poprawnie wykonane. Czasami program użyje pliku współczynnika pionowego lub poziomego ASCII w niektórych sytuacjach, ale nie w innych (tak jak będzie działać, jeśli użyje GUI, ale nie Pythona), niezależnie od formatowania. Może to utrudnić rozwiązanie tego narzędzia. Zazwyczaj wchodzimy i porównujemy wartości odległości z biegu z czynnikami pionowymi i bez nich, aby sprawdzić, czy są one różne.

3) Możesz być w stanie zobaczyć więcej szczegółów na temat tego, co robi narzędzie, jeśli uruchamiasz je na punktach testowych pojedynczo (w tej chwili możesz zobaczyć tylko krótszą z dwóch odległości na każdym pikselu, ponieważ funkcja rejestruje tylko odległości od każdego piksela z powrotem do jednego z dwóch punktów na wejściu)

4) Bez dużych różnic wysokości na badanym obszarze i / lub szerokiego zakresu wag dla VRMA, czynniki wynikające z analizy, która uwzględnia koszty przesuwania się w górę i w dół, często po prostu nie różnią się znacznie od euklidesowa analiza odległości. Jednak liczby, które otrzymasz, będą nieco inne, aw niektórych przypadkach, jeśli mapujesz ścieżki o najniższych kosztach, wybiorą nieco inne trasy.

5) Technicznie myślę, że powinieneś użyć rastra Z-score zamiast DEM jako danych wejściowych dla rastra pionowego, ale oba są często używane na forach i, przynajmniej dla naszych danych, różnice w wynikach są minimalne.

Dokumentacja ESRI na ten temat jest nieco rozproszona, ale to wyjaśnienie czynników wertykalnych jest całkiem dobre: http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.3/index.cfm?TopicName=Path%20Distance:%20adding%20more%20cost % 20 złożoności

Jezibelle
źródło