متاحة مع Image Server
يعد تحليل المسافة أمرًا أساسيًا لمعظم تطبيقات نظم المعلومات الجغرافية. المسافة في أبسط صورها هي مقياس لبعد شيء عن الآخر. الخط المستقيم هو أقصر قياس ممكن للمسافة بين موقعين. ومع ذلك، هناك أشياء أخرى يجب مراعاتها. على سبيل المثال، إذا كان هناك حاجز في الطريق، عليك الالتفاف حوله، مما يزيد المسافة الإجمالية للانتقال من موقع إلى آخر. هناك اعتبار آخر وهو مادة السطح، والذي يمكن أن يزيد المسافة الفعلية المقطوعة إذا تغيرت التضاريس من أرض مستوية إلى تضاريس وعرة. هناك العديد من العوامل الأخرى التي يمكن أن تؤثر على الجهد المطلوب للانتقال من نقطة البداية إلى نقطة النهاية. بعض هذه العوامل تشمل شدة انحدار التضاريس، هل ستتحرك في اتجاه الريح أو عكسها، ووسيلة النقل، وأنواع الغطاء الأرضي الذي يتم اجتيازه. هناك أيضًا اختلاف في قياس المسافة إذا تم إجراء الحسابات باستخدام طريقة مستوية أو جيوديسية.
يوفر امتداد Spatial Analyst أدوات يمكنك استخدامها لحساب المسافة لمجموعة من السيناريوهات. تحتوي الأدوات على العديد من المعلمات التي يمكنك استخدامها لتطبيق مُعدِّلات متنوعة على العملية. نتيجة لذلك، يمكنك إنشاء مخرجات أكثر دقة يمكنك استخدامها لاتخاذ قرارات تحليلية أفضل.
يمكن تقسيم تحليل المسافة إلى مهمتين رئيسيتين:
- حساب المسافة إلى أقرب أو أرخص مصدر.
- توصيل سلسلة من المواقع بالمسارات المثالية على سطح المسافة.
حساب المسافة
هناك جانبان يجب مراعاتهما عند حساب المسافة:
- تحديد مدى بعد شيء ما.
- بمجرد تحديد تلك المسافة، حدد كيف يقطع المسافر تلك المسافة.
تحديد مدى بعد شيء ما
إن تحديد بُعد شيء ما عن الآخر هو العنصر الأساسي لحساب المسافة. إنه مسافة الخط المستقيم أو المسافة الإقليديسية بين نقطتين. للحصول على معلومات إضافية، راجع حساب مسافة الخط المستقيم.
ومع ذلك، هناك عوامل أخرى يمكن أن تغير حساب مسافة الخط المستقيم منها الحواجز ومسافة السطح.
الحاجز، كالنهر أو الجرف أو الطريق سريع أو المبنى، هو شيء يمنعك من السفر مباشرة من مكان إلى آخر. نظرًا لأن الالتفاف حول الحاجز يعني أنه سيكون عليك السفر لمسافة أبعد، فقد ترغب في معرفة أقصر مسافة ممكنة. للتعرف على حالات الاستخدام ولمزيد من المعلومات، راجع حساب الحواجز في حسابات المسافة.
مسافة السطح هي المسافة الفعلية على الأرض التي يجب قطعها عند التحرك فوق التضاريس. بالمقارنة مع مسافة الخط المستقيم، تكون مسافة السطح أبعد عند حساب التموجات لأعلى ولأسفل لسطح الأرض الفعلي. للتعرف على حالات الاستخدام ولمزيد من المعلومات، راجع حساب السطح في حسابات المسافة.
المسافة التي يقطعها المسافر
غالبًا ما تكون المسافة التي يقطعها المسافر هي التفاعل الذي يثير الاهتمام. هناك دائمًا مسافر ضمني. يمكن أن يكون هذا المسافر كيانًا حيًا مثل شخص أو حيوان. في شكل مجرد، يمكن أن يكون كائنًا غير حي مثل خط أنابيب أو طريق. أي عند إنشاء خط الأنابيب أو الطريق، تتم مواجهة معالم تضاريس مختلفة داخل كل خلية، مثل المنحدرات المسطحة والحادة والغابات والأراضي الرطبة. عند حساب مسافة الخط المستقيم الأساسية، يمكن اعتبار المسافر كطائر أو طائرة تحلق على ارتفاع منخفض فوق الأرض في هواء هادئ، غير متأثر بالظروف الموجودة على السطح.
هناك العديد من العوامل التي تؤثر على كيفية قطع المسافر للمسافة. يؤثر كل منها على معدل قطع المسافات. يمكن استخدام العوامل التالية للتحكم في معدل قطع المسافة:
- سطح التكلفة
- خصائص المسافر من المصدر
- المعامل الرأسي
- المعامل الأفقي
سطح التكلفة
لكل خلية، يحدد سطح التكلفة كيف تؤثر المعالم الموجودة في الموقع على الحركة عبر الخلية. إنها التكلفة التي يتحملها المسافر للتنقل عبر الموقع. كلما انخفضت التكلفة المحددة للخلية، كانت الحركة أسهل. على سبيل المثال، يمكن للمتجول أن يتحرك بسرعة وسهولة عبر حقل مفتوح، لكن الأرض الموحلة في غابة كثيفة ستبطئه، مما يجعله يستخدم المزيد من الطاقة ويستغرق وقتًا أطول للسفر في كل وحدة مسافة. للتعرف على حالات الاستخدام ولمزيد من المعلومات حول كيفية تأثير سطح التكلفة على كيفية قطع المسافات، راجع ضبط المسافة المقطوعة باستخدام سطح التكلفة.
يتم قياس المسافة كمعدل تكلفة. بسبب سطح التكلفة، لا تشع مسافات التكلفة بالتساوي من كل مصدر كما هو الحال في نتيجة مسافة الخط المستقيم.
خصائص المسافر من المصدر
يمكن لخصائص المسافر تعديل كيفية قطع المسافة. يمكن للخصائص التالية للمسافر تغيير كيفية قطع مسافة المعدل:
- طريقة السفر - يتم تطبيق هذه كمُضاعِف ويمكنها تحديد وسائل النقل. على سبيل المثال، يمكن لطريقة السفر تحديد ما إذا كان المسافر يتحرك سيرًا على الأقدام أو عبر مركبة لكل التضاريس. يمكنها أيضًا حساب عدد المسافرين. في كلتا الحالتين، تعدل طريقة السفر مدى سرعة تغطية المسافات.
- تكلفة البدء - يمكن استخدامها، على سبيل المثال، لالتقاط الوقت المستغرق لإعداد مركبة كل التضاريس.
- السعة القصوى - يمكن أن تحدد، على سبيل المثال، المسافة أو التكلفة قبل نفاد الغاز من مركبة كل التضاريس.
- اتجاه السفر - يمكن أن يلتقط هذا، على سبيل المثال، ما إذا تحرك غزال باتجاه مجرى مائي أو بعيدًا عنه.
للتعرف على حالات الاستخدام ولمزيد من المعلومات حول كيفية تأثير خصائص المسافر على كيفية قطع المسافات، راجع ضبط المسافة المقطوعة باستخدام خصائص المصدر.
المعامل الرأسي
استخدم معلمة العامل الرأسي لحساب الجهد الذي يجب أن يبذله المسافر للتغلب على المنحدرات التي يواجهها. يتطلب الصعود مباشرة مزيدًا من الجهد ويبطئ من سرعة المسافر. نتيجة لذلك، يستغرق الأمر وقتًا أطول لقطع تلك المسافة المحددة. قد يكون من الأسهل قطع نفس المسافة عند نزول منحدر، وعبور منحدر في مكان ما بينهما. ستؤثر خاصية اتجاه السفر الموضحة في القسم السابق بالاقتران مع العامل الرأسي على كيفية مواجهة المنحدرات. يمكن أن يؤدي الابتعاد عن المصدر أو تجاهه إلى نتائج مختلفة.
لتعزيز التمييز بين مسافة السطح الموصوفة أعلاه والعامل الرأسي، يقوم العامل الرأسي بتعديل كيفية قطع المسافة بناءً على الجهد المبذول للتغلب على المنحدرات، بينما يتم ضبط مسافة السطح للمسافة الفعلية المقطوعة بناءً على تموجات السطح. للتعرف على حالات الاستخدام ولمزيد من المعلومات، راجع ضبط المسافة المقطوعة باستخدام عامل رأسي.
المعامل الأفقي
استخدم معلمة العامل الأفقي لحساب التأثير على المسافة عندما يواجه المسافر تأثيرات أفقية، مثل الرياح أو تيار المحيط. على سبيل المثال، إذا كان المسافر قاربًا ويتحرك باتجاه الرياح أو التيار، فإنه يتحرك عبر المسافات بمعدل أسرع. ومع ذلك، إذا كان يتحرك داخل الريح أو التيار، فسوف يستغرق الأمر وقتًا أطول لقطع المسافة. إذا واجه القارب الريح أو التيار بزاوية ما، فقد لا يكون هناك الكثير من التأثير. على سبيل المثال، يتضح العامل الأفقي عند الطيران من الغرب إلى الشرق من لوس أنجلوس إلى مدينة نيويورك في طائرة مقابل الطيران من الشرق إلى الغرب. يستغرق الطيران من الغرب إلى الشرق وقتًا أقل بسبب تأثير الرياح السائدة - يمكن للطائرة أن تقطع مسافة أكبر بمعدل أسرع. للتعرف على حالات الاستخدام ولمزيد من المعلومات، راجع ضبط المسافة المقطوعة باستخدام عامل أفقي.
تؤثر الطرق المستوية والجيوديسية على حسابات المسافة
يمكن أن تختلف المسافة اعتمادًا على ما إذا كنت تقوم بالحساب في نظام إسناد مكاني مستوٍ أو جيوديسي. إذا كنت تقوم بالحساب بطريقة مستوية، فيمكن أن تختلف المسافة بناءً على مدى قياس حسابات المسافة، وأين يتم إجراء الحسابات، والإسقاط المحدد. ينتج عن حساب المسافة بطريقة جيوديسية دائمًا المسافة الحقيقية على الأرض بغض النظر عن مكانك أو مدى تباعد المواقع. للحصول على معلومات إضافية، راجع المسافة الجيوديسية مقابل المسافة المستوية.
التسلسل التحليلي لتراكم المسافة
تتضمن أداة تراكم المسافة التعديلات على حسابات مسافة الخط المستقيم وتحدد معدل قطع المسافة من خلال سلسلة من معلمات التعديل. أنت تتقدم بشكل تسلسلي من خلال المعلمات في الأداة وتقوم بتعبئة المعلمات ذات الصلة بتحليلك. من خلال سلسلة المعلمات المعدلة، يمكنك التقاط معظم السيناريوهات لحساب المسافة وتحديد معدل قطع تلك المسافة. يتم فيما يلي وصف احتمالات التعديل هذه.
حساب المسافة
بالنسبة لمعلمة بيانات الإدخال النقطية أو مصدر المعالم، حدد المواقع التي سيتم تحديد المسافة من خلالها.
لضبط مسافة الخط المستقيم لمراعاة عائق أو حاجز، حددها في معلمة البيانات النقطية لحاجز الإدخال أو بيانات المعلم.
لضبط مسافة الخط المستقيم لحساب مسافة السطح الفعلية التي يتم قطعها، قم بتوفير سطح ارتفاع في معلمة البيانات النقطية لسطح الإدخال.
تحديد معدل قطع المسافة
لمحاكاة مسافر يتحرك عبر التضاريس، حدد ما سيواجهه المسافر. قم بتوفير سطح تكلفة في معلمة البيانات النقطية لتكلفة الإدخال.
لتحديد الاتجاهات الفريدة للمسافر، قم بتوسيع فئة خصائص المصدر لمشاهدة الخيارات المتاحة.
- لتعيين مسافة البداية أو التكلفة التي يتم تكبدها قبل الانتقال، حددها في معلمة التراكم الأولي.
- لتعيين حد لمقدار المسافة أو التكلفة التي يمكن تحملها، حدد ذلك في معلمة الحد الأقصى للتراكم.
- لتعيين طريقة نقل تغير المعدل الذي يتم به التغلب على المسافة، حدد مُضاعِفًا في معلمة المضاعف المراد تطبيقه على التكاليف.
- لتعيين اتجاه حركة المسافر، إما بعيدًا عن المصدر أو باتجاهه، حدد الاتجاه في معلمة اتجاه السفر.
لحساب الجهد المبذول للتغلب على المنحدرات التي تمت مواجهتها، قم بتوسيع معلمة التكاليف المرتبطة بالحركة الرأسية، وقم بتوفير سطح ارتفاع لت عامل الإدخال الرأسي، ثم حدد عاملًا رأسيًا.
لحساب التأثيرات الأفقية التي تتم مواجهتها، مثل الرياح أو التيار، قم بتوسيع معلمة التكاليف المرتبطة بالحركة الأفقية، وقم بتوفير بيانات نقطية لـ عامل الإدخال الأفقي، وحدد عاملًا أفقيًا.
تحديد نموذج السطح
لحساب الشكل الفعلي للأرض كمجسم ناقص، اضبط معلمة طريقة المسافة على الجيوديسية. يتم إجراء حسابات طريقة الأرض المسطحة الافتراضية المستوية على مسطح مستوٍ مُسقط باستخدام نظام ديكارتي إحداثي ثنائي الأبعاد. بالنسبة للإعداد الجيوديسي، يتم إجراء الحسابات في نظام ديكارتي إحداثي ثلاثي الأبعاد يوفر نتيجة أكثر دقة، ولكنه قد يزيد من وقت المعالجة.
أداة تخصيص المسافة
تقوم أداة تراكم المسافة بإخراج البيانات النقطية لتراكم المسافة، والاتجاه الخلفي، اختيارياً، واتجاه المصدر، والبيانات النقطية لموقع المصدر. تشمل أداة تخصيص المسافة المعلمات نفسها ويمكنها إنشاء البيانات النقطية للإخراج نفسها مثل أداة تراكم المسافة، ولكنها تُخرج أيضًا بيانات نقطية لتخصيص المسافة.
البيانات النقطية لتراكم المسافة تحسب المسافة التراكمية إلى أقرب مصدر أو المصدر الأقل تكلفة. تشير البيانات النقطية للاتجاه الخلفي إلى اتجاه الانتقال من كل خلية للعودة إلى أقرب مصدر أو المصدر الأقل تكلفة. يحدد اتجاه المصدر النقطي الاتجاه إلى أقرب مصدر أو أقل تكلفة. تحدد البيانات النقطية للموقع المصدر الصف والعمود لأقرب أو أقل مصدر تكلفة. بالنسبة لكل خلية، تحدد البيانات النقطية لتخصيص المسافة أقرب مصدر أو المصدر الأقل تكلفة المطلوب الوصول إليه.
أدوات مسافة التكلفة القديمة
قبل ArcGIS Pro 2.5، كان من الضروري وجود سلسلة من الأدوات لالتقاط مُعدِّلات المسافة المختلفة بسبب طريقة حساب المسافة حينئذ. كان يتم حساب المسافة الإقليدية أو مسافة الخط المستقيم مباشرة بين مركز الخلية الوجهة إلى مركز الخلية المصدر. كان تحليل مسافة التكلفة يتطلب أدوات منفصلة لأن مسافة التكلفة تقيس مسافة الشبكة على طول سلسلة من الحواف كان يتم إنشاؤها بين الخلايا المجاورة. يمكن لأداتي تراكم المسافة وتخصيص المسافة حساب مسافة الخط المستقيم ومسافة التكلفة وجميع أشكالها المختلفة. للحصول على معلومات إضافية حول الخوارزمية الأساسية، وكيف يمكن الآن تنفيذ مسافة الخط المستقيم ومسافة التكلفة في أداة واحدة، راجع كيفية عمل أداة تراكم المسافة.
ربط المواقع على سطح المسافة
في حين أنه من المفيد معرفة مدى بُعد شيء ما، فقد ترغب أيضًا في معرفة أفضل طريقة لربط سلسلة من المواقع إما عن طريق أقصر المسارات أو عن طريق المسارات التي تتكبد أقل تكلفة ممكنة. هناك ثلاثة سيناريوهات رئيسية لربط المواقع:
- لديك سلسلة من المواقع تريد ربطها. تريد شبكة من المسارات لربطها بالطريقة المثالية، الطريقة الأقصر أو الطريقة الأقل تكلفة.
- تريد ربط مواقع محددة بمواقع محددة أخرى باستخدام مسارات مثالية.
- تريد ربط مواقع محددة بمواقع محددة أخرى باستخدام ممر مثالي.
ربط مجموعة من المواقع باستخدام روابط مثالية
استخدم أداة روابط المنطقة المثالية لربط سلسلة من المواقع أو المناطق بشبكة المسارات الأقصر أو الأقل تكلفة. باستخدام هذه الأداة، لا فرق بين المناطق التي يتم ربطها. أنت تريد ربطها بأقصر الطرق أو بأقل تكلفة ممكنة. للقيام بذلك، عليك تحديد المواقع أو المناطق المراد ربطها، وتحديد سطح تكلفة بشكل اختياري. في شبكة المسارات الناتجة، يمكنك الوصول إلى أي موقع من أي مكان آخر، على الرغم من أنك قد تحتاج إلى المرور عبر موقع للوصول إلى موقع بعيد.
للتعرف على حالات الاستخدام ولمزيد من المعلومات، راجع ربط المناطق بالشبكة المثالية.
ربط مواقع محددة باستخدام المسارات
في هذا السيناريو، أنت تريد ربط مواقع محددة بمواقع محددة أخرى. هذه عملية من خطوتين. أولاً، تقوم بتشغيل أداة تراكم المسافة باستخدام المواقع المحددة التي تريد ربطها بالمواقع المحددة الأخرى. تحتاج إلى إنشاء ناتجين من الأداة، بيانات نقطية لمسافة التراكم وبيانات نقطية للاتجاه الخلفي. للقيام بالخطوة الثانية، استخدم النقطتين اللتين تم إنشاؤهما للتو إلى جانب المواقع المحددة الأخرى التي تريد ربطها كمدخلات إلى أداة المسار الأمثل كخط أو المسار الأمثل كبيانات نقطية. تتبع الأداتان مسارًا من المواقع المحددة الأخرى إلى المواقع الأولية باستخدام البيانات النقطية الاتجاه الخلفي. الفرق بين الأداتين هو أن أحدهما يقوم بإرجاع المسارات المثلى الناتجة كميزة خطية ؛ يقوم الآخر بإرجاعها كخطوط نقطية.
للتعرف على حالات الاستخدام ولمزيد من المعلومات، راجع ربط المواقع بالمسارات المثالية.
ربط مواقع محددة بواسطة ممر
يشبه هذا السيناريو سيناريو المسارات الذي تريد فيه ربط مواقع محددة بمواقع محددة أخرى. ومع ذلك، بدلاً من ربط المواقع بمسارات خطية، يتم في هذه السيناريوهات ربطها بواسطة ممر. يعتمد عرض الممر في أي نقطة على التكلفة. إنه ليس نطاقًا إقليديًا بسيطًا حول المسارات المتصلة. لإنشاء الممر، قم أولاً بتشغيل أداة تراكم المسافة على الموقع الأولي المحدد. ثم قم بتشغيل الأداة على الموقع المحدد الآخر الذي تريد ربطه. بعد ذلك، استخدم البيانات النقطية الناتجة لمسافة التراكم والبيانات النقطية للاتجاه الخلفي كمدخلات لأداة الممر الأقل تكلفة. لتحديد عرض الممر، قم بتطبيق حد إما كنسبة مئوية من الحد الأدنى لقيمة البيانات النقطية المجمعة لمسافة التكلفة التراكمية أو بتكلفة تراكمية محددة.