متاحة مع Image Server
تحدد أداة اتصالات المنطقة المثالية الشبكة المثالية للمسارات الأقل تكلفة لربط سلسلة من المناطق المدخلة. الأداة لا تنشئ مسارات منفصلة تربط موقعًا بآخر.
استخدم هذه الأداة إذا كان لديك عدد من المناطق وترغب في إنشاء شبكة ترسم كيفية التنقل بينها بأفضل طريقة. على سبيل المثال، يمكن أن تكون المناطق عبارة عن سلسلة من بقاع الموائل أو المتنزهات أو عمليات قطع الأشجار. الشبكات الناتجة يمكن أن تكون عبارة عن ممرات للحياة البرية تربط الموائل، أو مسارات دراجات تربط المتنزهات، أو طرق قطع الأشجار تربط عمليات قطع الأشجار.
في الشبكة الناتجة، يمكن للمسافر الانتقال من منطقة إلى أي منطقة أخرى باستخدام المسارات، بما في ذلك السفر عبر مناطق أخرى للوصول إلى منطقة بعيدة.
إذا قمت بتوفير إدخال سطح التكلفة، فستكون الشبكة الناتجة عبارة عن شبكة من المسارات الأقل تكلفة. إذا قمت بتوفير مصادر الإدخال فقط، فستكون الشبكة الناتجة هي شبكة أقصر المسارات.
في الشبكة المثالية، لا يهم اتجاه السفر. التكلفة التراكمية هي نفسها سواء انتقل المسافر من منطقة إلى منطقة أخرى أو من المنطقة الثانية عائدًا إلى الأولى. إذا كان اتجاه السفر ملائمًا لتحليلك، فاستخدم أداة المسار الأمثل كخط.
أمثلة على تطبيق الشبكة المثالية
يمكن استخدام شبكة مثالية من المسارات الأقل تكلفة بين المواقع لحل سيناريوهات مختلفة، مثل ما يلي:
- وضمن جهود تخفيف الكوارث، فقد حددت خمس مناطق تتمركز فيها مخيمات الإنقاذ والفرق الطبية. تريد تطوير أفضل شبكة طرق إمداد بين المخيمات.
- في عملية حصاد الأخشاب، تريد إنشاء شبكة طرق قطع الأشجار الأكثر فعالية من حيث التكلفة لاستخراج الخشب منها.
- وفي عملية مكافحة الحرائق، تريد تحديد أفضل شبكة ممرات لتحريك موارد مكافحة الحرائق بين مختلف المقرات.
- من نموذج الملاءمة، حددت 10 من أفضل بقع الموائل لقطط بوبكات. تريد أن تكون قطط بوبكاتس قادرة على التنقل بين البقع عبر أكثر شبكات ممرات الحياة البرية فعالية للحفاظ على التنوع الجيني داخل مجموعة شبه مستقرة.
تحليل الشبكة المثالية
Distance analysis can be divided conceptually into the following related functional areas:
- Calculate straight-line distance and optionally adjust the calculations with a barrier or surface raster.
- Optionally determine the rate the distance will be encountered using a cost surface, source characteristics, vertical factor, and horizontal factor. Create the accumulative distance raster.
- قم بربط المناطق على سطح المسافة التراكمية الناتج باستخدام شبكة مثالية أو مسارات محددة أو ممرات.
من المنطقة الوظيفية الثالثة، نوضح أدناه ربط المناطق بشبكة مثالية من المسارات. يتضمن السيناريو مجموعة من أربع مناطق تتوافق مع محطات حراس الغابات (النقاط الأرجوانية)، وبعض الأنهار (الخطوط الزرقاء).
ترتبط المناطق بشبكة مثالية على سطح التكلفة مع تطبيق حاجز.
من خلال فحص ناتج تخصيص المسافة، يمكن ملاحظة سبب عدم اتصال المنطقتين السفليتين. بسبب حاجز النهر، لا تعتبران جيران تكلفة.
إنشاء شبكة مثالية
لإنشاء شبكة مثالية ناتجة، أكمل الخطوات التالية:
- افتح أداة اتصالات المنطقة المثالية.
- قم بتوفير المناطق المراد توصيلها في معلمة بيانات منطقة المعالم أو البيانات النقطية المدخلة.
- قم بتسمية شبكة الاتصال المثالية الناتجة.
- اختياريًا، قم بتوفير مجموعة بيانات حاجز.
- قم بتوفير سطح تكلفة لمعلمة البيانات النقطية للتكلفة المدخلة إن أمكن.
- اختياريًا، قم بتوفير اسم لمعلمة تصنيف المعالم الناتج للاتصالات المجاورة.
- اختياريًا، حدد قيم معلمة طريقة المسافة أو الاتصالات ضمن المنطقة.
- انقر على تشغيل.
أداة اتصالات المنطقة المثالية
تحدد أداة اتصالات المنطقة المثالية الشبكة المثالية للمسارات الأقل تكلفة لربط سلسلة من المناطق المدخلة.
قدم المدخلات
أولاً، حدد مناطق المصدر.
يمكن أن تكون المنطقة نقطة أو خطًا أو مضلعًا أو مجموعات من الخلايا النقطية. تحدد المناطق المواقع التي سيتم توصيلها. تعتبر المواقع الموجودة في مجموعة بيانات المعالم هي المناطق. عندما يكون الإدخال بيانات نقطية، تكون المنطقة عبارة عن مجموعة من الخلايا المتجاورة لها نفس القيمة.
في الصورة أدناه، يتم عرض المناطق المدخلة (المضلعات الملونة) على طبقة سطح التكلفة.
تحديد المنطقة الأقل تكلفة
يتم تحديد المنطقة الأقل تكلفة لكل خلية غير مصدر باستخدام الحسابات التي يتم إجراؤها بواسطة أداة تخصيص المسافة.
في الصورة أدناه، يتم عرض المناطق المدخلة فوق طبقة تخصيص المسافة المرتبطة. تحدد قيمة كل خلية في البيانات النقطية للتخصيص المنطقة التي يمكن الوصول إليها بأرخص (أقل) تكلفة متراكمة.
إنشاء مسارات التكلفة
يتم إنشاء مسارات التكلفة بين كل منطقة ومناطق التكلفة المجاورة لها.
في الصورة أدناه، يتم عرض المناطق المدخلة والمسارات الأقل تكلفة من كل منطقة إلى مناطق التكلفة المجاورة لها (الخطوط الأرجوانية) فوق طبقة تخصيص التكلفة المرتبطة.
تحويل المناطق والمسارات إلى رسم بياني
يتم تحويل المناطق والمسارات الناتجة إلى رسم بياني. الرسم البياني في هذا السياق هو الهيكل الحسابي المستخدم لنمذجة العلاقات الزوجية من خلال نظرية الرسم البياني. أثناء التحويل، تكون المناطق هي القمم والمسارات هي الحواف. التكلفة التراكمية للمسار هي الترجيح للحافة.
من الناحية النظرية، يتم تمثيل هذا التحويل من خلال الرسم التوضيحي التالي. الدوائر المرقمة هي القمم (المناطق) والخطوط المتصلة بين الرؤوس هي الحواف (المسارات الأقل تكلفة). ترجيحات الحواف هي التكلفة التراكمية للمسارات. في الرسم التوضيحي، يتم تمثيل التكاليف المرتفعة بخطوط أكثر سمكًا.
ملاحظة:
لفهم كيفية عمل هذه الأداة تمامًا، يوصى بأن يكون لديك فهم أساسي لنظرية الرسم البياني. تتوفر العديد من الموارد لهذا الغرض، ولكن يمكنك البدء بإدخال Wikipedia على https://en.wikipedia.org/wiki/Graph_theory.
يتم تحديد الحد الأدنى لشجرة الامتداد باستخدام نظرية الرسم البياني لربط القمم (المناطق) بأكثر الطرق فعالية (الأقل تكلفة). الحد الأدنى لشجرة الامتداد ليس بالضرورة أن يكون فريدًا لأنه قد يكون هناك أكثر من مجموعة واحدة من الحواف التي تعتبر الأفضل.
ملاحظة:
يتوفر المزيد من المعلومات حول الحد الأدنى لأشجار الامتداد عبر الإنترنت، مثل إدخال Wikipedia على https://en.wikipedia.org/wiki/Minimum_spanning_tree.
خريطة إلى معالم خطية
يتم تعيين التمثيل المكاني للمناطق والمسارات من الحد الأدنى لشجرة الامتداد إلى تصنيف المعالم الناتجة.
في الصورة أدناه، يتم عرض مناطق الإدخال وشبكة المسار الأقل تكلفة من الحد الأدنى لشجرة الامتداد (الخطوط الأرجوانية) فوق طبقة سطح التكلفة المرتبطة.
المسارات الناتجة إلى مناطق التكلفة المجاورة
اختياريًا، يمكن إخراج تصنيف معالم للمسارات إلى مناطق التكلفة المجاورة. يمكنك استخدام هذا الناتج لإنشاء شبكتك الخاصة، أو إضافة مسارات إلى الحد الأدنى لشجرة الامتداد، أو إجراء مزيد من التحليل لها في .
إذا لم يتم توفير سطح تكلفة، فسيكون الناتج عبارة عن شبكة من المسارات التي تربط المناطق بأقصر طريق ممكن.
ملاحظة:
تستخدم أداة اتصالات المنطقة المثالية الحواجز. يمكن تحديد الحواجز بواسطة معلمة الحواجز أو بواسطة خلايا NoData في القناع أو في البيانات النقطية لسطح التكلفة. تحدد الشبكة الناتجة أقصر مسافة أو أقل مسافة مادية للوصول إلى كل موقع من المصدر أثناء التنقل حول هذه الحواجز.
معلومات إضافية
تحتوي الأقسام التالية على معلومات إضافية تتعلق بربط المناطق بشبكة مثالية من المسارات.
المسارات المستمرة عبر المناطق
يعد كل مسار معلمًا خطيًا منفصلاً وستوجد خطوط مكررة وفيها تتجه المسارات في جزء مشترك.
بالنسبة لشبكة المسارات المرتبطة، إذا كانت المناطق المدخلة عبارة عن مضلعات أو بيانات نقطية لمناطق متعددة الخلايا، تستمر المسارات إلى نقطة داخل المنطقة للسماح للمسافر بالدخول من خلال مسار واحد، والتحرك داخل المنطقة، والخروج بمسار آخر للوصول إلى مناطق أخرى. نظرًا لأن كيفية انتقال المسافر داخل المنطقة غير معروف، لا يتم تعيين أي تكلفة لهذه الأجزاء الممتدة داخل المنطقة ولا يتم تكبد أي تكلفة عند التنقل عبر المنطقة. وينطبق الشيء نفسه عندما يتم إدخال المناطق الخطية: لا يتم تكبد أي تكلفة عند التحرك على طول المنطقة الخطية للوصول إلى مسارات أخرى.
لتوضيح الشبكة المتصلة الناتجة بالنسبة إلى سلسلة من المسارات المستقلة الأقل تكلفة، توضح الصورة أدناه الفرق بين الطريقتين التي يمكن بهما ربط المناطق. تُظهر الصورة الأولى نتيجة استخدام الناتج من أداة تراكم المسافة كمدخل إلى أداة المسار الأمثل كخط. في هذه الحالة، تصل المسارات إلى حواف المناطق فقط. تُظهر الصورة الثانية شبكة المسارات الناتجة التي تربط المناطق التي تم إنشاؤها بواسطة أداة اتصالات المنطقة المثالية. في هذه النتيجة، تستمر المسارات داخل المنطقة، مما يسمح للمسافر بدخول المنطقة من خلال أحد المسارات والمغادرة بمسار آخر.
نظرًا لأن الناتج من أداة اتصالات المنطقة المثالية هو شبكة صحيحة طوبولوجيًا، فيمكن استخدامه في لإجراء تحليل إضافي.
يمكنك أيضًا استخدام أداة اتصالات المنطقة المثالية لمنع المسارات من الاستمرار عبر المناطق عن طريق تحديد بدون اتصالات لمعلمة الاتصالات داخل المناطق.
أداتا اتصالات المنطقة المثالية والمسار الأمثل كخط
تقوم أداة اتصالات المنطقة المثالية بإنشاء شبكة مثالية من المسارات بين عدد من مناطق الإدخال. تعمل أداتا تراكم المسافة والمسار الأمثل كخط معًا لإنشاء مسارات بين مصادر ووجهات محددة. يمكن أيضًا استخدام تسلسل أداة تراكم المسافة والمسار الأمثل كخط لإنشاء شبكة من المسارات عن طريق عزل منطقة بشكل متكرر كمصدر وربطها بالمناطق الأخرى المحددة كوجهات. تتكرر هذه العملية لكل منطقة ويتم دمج المسارات الناتجة الأقل تكلفة.
فيما يلي قيود على المنهج التكراري:
- يعد ربط كل منطقة بجميع المناطق الأخرى عملية اندماجية يمكنها إنشاء عدد كبير جدًا من المسارات، خاصةً عندما يكون هناك الكثير من المناطق. لا يسمح هذا المنهج بالوصول إلى منطقة بعيدة باستخدام سلسلة من المسارات التي تربط سلسلة من المناطق بينك وبين المنطقة البعيدة.
- لتقليل احتمالية وجود عدد كبير من المسارات، يتم استخدام أقرب مسافة خط مستقيم بين منطقتين عدة مرات لتحديد المصدر والوجهة. ومع ذلك، في حين يمكن أن تكون منطقتان قريبتين من بعضهما البعض جغرافيًا، فقد يكون السفر بينهما مكلفًا بسبب وجود معلم متداخل كجبل أو نهر. تحدد أداة اتصالات المنطقة المثالية المناطق المراد ربطها بناءً على القرب الأقل تكلفة.
- يحدث في كثير من الأحيان أن تنضم مسارات مختلفة من مناطق مختلفة وتتبع نفس المسار الأقل تكلفة إلى منطقة مشتركة. من الصعب تحليل الجزء المشترك إذا كانت مسارات بيانات نقطية، مثل تلك التي يتم إنشاؤها بواسطة أداة المسار الأمثل كبيانات نقطية. عند إجراء تحليل لاحق، من الأفضل أن يتم التعامل مع كل مسار ككيان منفصل.
- المسارات التي يتم إنشاؤها بواسطة أداة المسار الأمثل كخط تصل فقط إلى حافة المنطقة. لا تقوم الادوات بإنشاء شبكة متصلة من المسارات.
المناطق والأقسام
يتم استخدام المناطق كمدخلات لأداة اتصالات المنطقة المثالية. يمكن أن تكون المناطق إما معلمًا أو مجموعة بيانات نقطية. إذا كانت مناطق الإدخال عبارة عن بيانات معالم، يتم تحويل المعالم إلى خطوط نقطية. المنطقة هي أي مجموعة من الخلايا المتجاورة لها نفس قيمة الخلية. القسم هو جميع خلايا البيانات النقطية التي لها نفس القيمة. يمكن أن تتكون الأقسام من منطقة واحدة أو مناطق متعددة غير متصلة. بالنسبة إلى اتصالات المنطقة المثالية، إذا كانت هناك مجموعات من الخلايا في الإدخال بنفس القيمة غير متصلة ببعضها البعض، فسيتم التعامل معها على أنها منطقة مفردة بها خلايا غير متصلة. والنتيجة هي أن مجموعة الخلايا داخل المنطقة الأقل تكلفة للوصول إليها هي فقط التي سيتم توصيلها داخل الشبكة، لذلك لن يتم توصيل جميع الخلايا الموجودة في الإدخال.
يمكن تحويل الإدخال الذي يحتوي على مجموعات متعددة من الخلايا غير المتصلة إلى سلسلة من المناطق المستقلة باستخدام أداة مجموعة المنطقة. سيؤدي استخدام الناتج من مجموعة المنطقة كمدخل إلى اتصالات المنطقة المثالية إلى توصيل كل منطقة بجميع المناطق الأخرى، بحيث يمكن الوصول إلى جميع الخلايا في الإدخال من خلال الشبكة الناتجة.
عينة من السيناريوهات باستخدام أداة اتصالات المنطقة المثالية
فيما يلي سيناريوهات شائعة لاستخدام أداة اتصالات المنطقة المثالية.
- الشبكة المثالية (الحد الأدنى لشجرة الامتداد) هي الناتج المطلوب.
- أضف مسارات محددة إلى الشبكة المثالية باستخدام تراكم المسافة والمسار الأمثل كخط لتوصيل المناطق التي لم تلتقطها الشبكة المثالية. على سبيل المثال، عند مكافحة حرائق غابات متعددة، أضف ممرات الهروب لرجال الإطفاء لاستخدامها إذا تغيرت الظروف.
- قم بإنشاء الشبكة من الإخراج الاختياري لجميع المسارات إلى المناطق المجاورة. استخدم أداة تحديد لتحديد المسارات.
- حوّل أيًا من السيناريوهات المذكورة أعلاه إلى شبكة وقم بإجراء تحليل إضافي للحركة بين المناطق.