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Verweilorte suchen

Werkzeug "Verweilorte suchen"
Das Werkzeug "Verweilorte suchen" ermittelt Verweilorte aus Punkten mit einer zeitlichen Abfolge in einem Track. Verweilorte werden als aufeinanderfolgende Beobachtungen über einen bestimmten Zeitraum definiert, bei denen es wenig oder keine Bewegung gibt. Abhängig von der Anwendung kann eine Bezeichnung als Aufenthaltspunkte oder Stillstandserkennung möglich sein. Tracks werden durch mindestens ein Track-Feld identifiziert. Im Ergebnis-Layer wird der Verweilort in Form von Punkten, einer konvexen Hülle von Verweilorten oder dem Mittelpunkt des Verweilorts angezeigt. Die Ausgabe enthält die Anzahl der Features in einem Verweilort, die Start- und Endzeit der Verweilzeit, die Dauer der Verweilzeit sowie zusätzliche Statistiken, die berechnet wurden. Jeder Track kann 0, 1 oder mehr Verweilorte umfassen.

Workflow-Diagramm

Workflow-Diagramm des Werkzeugs "Verweilorte suchen"

Durchführen von Analysen mit GeoAnalytics-Werkzeuge

Mit GeoAnalytics-Werkzeuge durchgeführte Analysen werden mittels verteilter Verarbeitung auf mehreren ArcGIS GeoAnalytics Server-Computern und Kernen durchgeführt. GeoAnalytics-Werkzeuge und Standard-Feature-Analysewerkzeuge in ArcGIS Enterprise verfügen über verschiedene Parameter und Funktionen. Weitere Informationen zu diesen Unterschieden finden Sie unter Unterschiede zwischen Feature-Analysewerkzeugen.

Terminologie

BegriffBeschreibung

Verweilort

Features, die angeben, dass ein Track unter Berücksichtigung von bestimmten Zeit- und Entfernungsparametern stationär ist. Dies ist das Ausgabeergebnis des Werkzeugs, das Verweil-Features als Punkt, konvexe Hülle oder Mittelwert für einen Mittelpunkt darstellt.

Track

Eine Sequenz aus Features mit aktivierten Zeiteigenschaften vom Typ "Zeitpunkt". Ob sich Features in der Sequenz befinden, wird durch ein Track-Kennungsfeld bestimmt. Die Features werden nach Zeit geordnet. Nehmen wir als Beispiel eine Stadt mit einer Flotte von Schneepflügen, deren Position alle 10 Minuten aufzeichnet wird. Die unterschiedlichen Tracks können jeweils durch die Fahrzeug-ID identifiziert werden.

Beobachtung

Ein Punkt in einem Track.

Geodätisch

Eine Linie, die auf einer Kugel dargestellt wird. Eine geodätische Linie, die auf dem Globus dargestellt wird, stellt die Krümmung des Geoids der Erde dar.

Planar

Eine geradlinige, wie auf einer flachen Oberfläche gemessene Entfernung (d. h. eine kartesische Ebene). Dies wird auch als euklidische Entfernung bezeichnet.

Zeitpunkt

Ein einzelner Zeitpunkt, der durch eine Startzeit, aber keine Endzeit dargestellt wird.

Intervall

Ein Zeitraum, der durch eine Startzeit und eine Endzeit dargestellt wird.

Beispiele

Ökologen und Umweltschützer können mithilfe des Werkzeugs "Verweilorte suchen" die Sicherheit der Elche während der Wanderungszeiten verbessern. Die Ergebnisse können verwendet werden, um Schutzgebiete an den Orten einzurichten und zu verbessern, an denen die Tiere die meiste Zeit verbringen. Bei den Stellen, an denen die Elche bleiben, kann es sich um Orte handeln, an denen sie fressen oder schlafen.

Die Abteilung für Verkehrswesen möchte die Verkehrslage auf Autobahnen in der Nähe von Ausfahrten verbessern. Mit dem Werkzeug "Verweilorte suchen" kann ein Analyst Bereiche isolieren, in denen Stau auftritt, indem er die Tracks identifiziert, bei denen die Fahrzeuge für eine bestimmte Dauer innerhalb einer bestimmten Entfernung verweilen.

Verwendungshinweise

Die Eingabe-Features müssen Punkt-Features mit aktivierten Zeiteigenschaften sein, die einen Zeitpunkt darstellen.

Die Ergebnisse sind Punkt-Features, die Zeitpunkte darstellen, oder Flächen-Features, die ein Zeitintervall darstellen. Der Beginn und das Ende des Intervalls sind vom ersten und letzten Feature eines Verweilortes abhängig.

Tracks werden durch die eindeutige Kombination aus mindestens einem Track-Feld dargestellt. Geben Sie Track-IDs an, indem Sie das Kontrollkästchen Mindestens ein Feld zum Identifizieren von Tracks auswählen aktivieren. Wenn beispielsweise die Felder flightID und Destination als Track-IDs verwendet werden, befinden sich die Features ID007, Solden und ID007, Tokyo in zwei getrennten Tracks, da sie verschiedene Werte für das Feld Destination aufweisen.

Sowohl Zeitwerte (Zeitlichen Suchbereich definieren) als auch Entfernungswerte (Räumliche Suchentfernung definieren) werden verwendet, um Verweilorte zu ermitteln. Zunächst weist das Werkzeug einem Track mithilfe einer eindeutigen Kennung Features zu. Die Track-Reihenfolge wird anhand der Zeit der Features bestimmt. Als Nächstes wird die Entfernung zwischen der ersten Beobachtung in einem Track und der nächsten Beobachtung berechnet. Die Features werden als Teil des Verweilortes betrachtet, wenn zwei zeitlich aufeinanderfolgende Punkte für mindestens die angegebene Dauer innerhalb der angegebenen Entfernung verbleiben.

Ausgabe-Verweilorte können auf vier verschiedene Arten dargestellt werden. Die folgende Tabelle enthält ein Beispiel für jede davon. Verweilergebnisse werden durch das Feld dwellid für alle Ausgabetypen eindeutig identifiziert.

AusgabetypBeschreibungBeispiel

Alle Features

Alle Features werden zurückgegeben. Die resultierenden Features verfügen über den Zeittyp "Zeitpunkt".

Features, die zu einem Verweilort gehören, werden blau dargestellt. Features, die nicht zu einem Verweilort gehören, werden grau dargestellt.

Für diesen Ausgabetyp wird nur eine Zählstatistik berechnet. Die Anzahl stellt die Anzahl an Features dar, die zu einem einzelnen Verweilort gehören. Features außerhalb von Verweilorten werden nicht gezählt (Anzahl 0).

Beispiel für alle Features, die vom Werkzeug "Verweilorte suchen" zurückgegeben werden

Verweil-Features

Es werden nur Features zurückgegeben, die Teil eines Verweilortes sind. Die resultierenden Features verfügen über den Zeittyp "Zeitpunkt".

Für diesen Ausgabetyp wird nur eine Zählstatistik berechnet. Die Anzahl stellt die Anzahl an Features dar, die zu einem einzelnen Verweilort gehören.

Beispiel für Verweil-Features, die vom Werkzeug "Verweilorte suchen" zurückgegeben werden

Mittelwerte für Mittelpunkte

Jeder Verweilort verfügt über einen Punkt, der den Mittelpunkt des Verweilortes bezüglich Entfernung und Zeit darstellt. Die resultierenden Features verfügen über den Zeittyp "Intervall".

Die Anzahl von Features am Verweilort wird immer berechnet. Sie können optional Statistiken für diesen Verweil-Feature-Typ berechnen. Standardmäßig werden keine Statistiken berechnet.

Beispiel für Mittelpunkt-Features, die vom Werkzeug "Verweilorte suchen" zurückgegeben werden

Konvexe Hüllen

Jeder Verweilort wird durch eine konvexe Hülle der Verweil-Features dargestellt. Die resultierenden Features verfügen über den Zeittyp "Intervall".

Die Anzahl von Features am Verweilort wird immer berechnet. Sie können optional Statistiken für diesen Verweil-Feature-Typ berechnen. Standardmäßig werden keine Statistiken berechnet.

Beispiel für Features für konvexe Hüllen, die vom Werkzeug "Verweilorte suchen" zurückgegeben werden

Die grundlegende Berechnung in einem Verweilort ist die Anzahl der Features, die in dem Verweilort zusammengefasst wurden. Statistiken (Anzahl, Summe, Minimum, Maximum, Bereich, Mittelwert, Standardabweichung und Varianz) können auch für numerische Felder und Statistiken (Anzahl und Beliebige) können für Zeichenfolgenfelder berechnet werden. Die Zeichenfolgenstatistik "Beliebige" gibt eine Beispielzeichenfolge des jeweiligen Tracks zurück. Die Statistik wird für jeden Verweilort getrennt berechnet.

Zusätzlich zu den Feldern aus dem Eingabe-Layer und den angegebenen Summenstatistiken sind die folgenden Felder in allen Ausgabe-Features enthalten:

FeldnameBeschreibung

count

Die Anzahl von Features am Verweilort

dwellid

Eine eindeutige ID für den Verweilort, zu dem das Feature gehört

meanx

Der Mittelwert der X-Koordinaten, die den Verweilort definieren

meany

Der Mittelwert der Y-Koordinaten, die den Verweilort definieren

meandistance

Die durchschnittliche Entfernung zwischen aufeinanderfolgenden Punkten an einem Verweilort

instant_datetime

Der Zeitwert des einzelnen Features, wenn der Ausgabetyp "Verweil-Features" oder "Alle Features" lautet

start_datetime

Die erstellte Startzeit, wenn der Ausgabetyp "Mittelwert für Mittelpunkt" oder "Konvexe Hülle" lautet

end_datetime

Die erstellte Endzeit, wenn der Ausgabetyp "Mittelwert für Mittelpunkt" oder "Konvexe Hülle" lautet

Beim Ausgabetyp Alle Features werden für die Ergebnisse, die zu einem Verweilort gehören, die oben genannten Felder berechnet. Die Ergebnisse, die keinem Verweilort angehören, weisen den Wert 0 für das Feld count auf, das Feld date gibt den Zeitwert des Eingabe-Features zurück, und für alle anderen Felder lautet der zurückgegebene Wert null.

Standardmäßig werden Verweilorte mithilfe einer geodätischen Methode für die Entfernungsberechnung erstellt. Es empfiehlt sich, die geodätische Entfernung in den folgenden Fällen einzusetzen:

  • Tracks, die die internationale Datumslinie überqueren: Bei Verwendung der geodätischen Methode überqueren die Tracks der Eingabe-Layer, die die internationale Datumslinie überqueren, die Datumslinie korrekt. Dies ist die Standardeinstellung. Der Eingabe-Layer oder Raumbezug für die Bearbeitung muss auf einen Raumbezug festgelegt sein, der den Umbruch der internationalen Datumsgrenze unterstützt, z. B. eine globale Projektion wie "Weltweite flächentreue Zylinderprojektion".
  • Das Dataset befindet sich nicht in einer lokalen Projektion: Verwenden Sie die Entfernungsmethode "Planar", wenn sich die Eingabedaten in einer lokalen Projektion befinden, beispielsweise, um Verweilorte in einem US-Bundesstaat zu untersuchen. Für den Eingabe-Layer oder den Raumbezug für die Verarbeitung muss ein für das Dataset lokaler Raumbezug festgelegt werden.

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl der Parameter zum Berechnen der Verweilorte den Beobachtungstyp und den Maßstab des gesuchten Verweilortes. Im Folgenden finden Sie Beispiele dafür, wie sich die Parameter zum Suchen von Verweilorten in Bewegungsdaten ändern lassen:

  • Schiff-Features verfügen über die Felder vesselID und tripID.
    • Verwenden Sie die Felder vessel ID und trip ID als Kennung, um Verweilorte entlang verschiedener Routen zu berechnen.
    • Geben Sie eine Zeittoleranz von einer Stunde und eine Entfernungstoleranz von einer Seemeile für die Erkennung von Schiffen an, die sich mindestens eine Stunde lang nicht mehr als eine Seemeile fortbewegen.
  • Bei der Nachverfolgung von Tierbewegungen gibt es das Feld animalID.
    • Verwenden Sie das Feld animalID als Kennung für den Vergleich der Verweilorte bestimmter Tiere.
    • Geben Sie eine Zeittoleranz von 3 Tagen und eine Entfernungstoleranz von 10 Meilen an, um bei der Ermittlung des Reviers eines Tieres interessante Tierlebensräume zu finden.
    • Verwenden Sie eine Zeittoleranz von 2 Stunden und eine Entfernungstoleranz von 100 Metern, wenn Sie einen kleineren Interessenbereich wünschen.

Bei Anwendung eines Zeitintervalls werden Tracks in einem festgelegten Intervall segmentiert. Wenn Sie die Zeitintervallgrenze beispielsweise auf 1 Tag festlegen, beginnend am 1. Januar 1990 um 9:00 Uhr, werden alle Tracks jeden Tag um 9:00 Uhr abgeschnitten. Diese Teilung bietet eine bequeme Möglichkeit, die Rechenzeit zu beschleunigen, da kleinere Tracks schnell für die Analyse erstellt werden. Wenn die Unterteilung nach einer wiederholt auftretenden Zeitintervallgrenze sinnvoll für Ihre Analyse ist, ist sie für die Big-Data-Verarbeitung zu empfehlen. Dieser Parameter ist ab Version 10.8.1 verfügbar.

Wenn die Option Aktuelle Kartenausdehnung verwenden aktiviert ist, werden nur die Features analysiert, die in der aktuellen Kartenausdehnung sichtbar sind. Wenn diese Option nicht aktiviert ist, werden alle Beobachterpunkte im Eingabe-Layer analysiert, auch diejenigen, die sich außerhalb der aktuellen Kartenausdehnung befinden.

Beschränkungen

Eingaben müssen Punkt-Layer mit Features vom Typ "Zeitpunkt" und aktivierten Zeiteigenschaften sein.

Features ohne Zeitangabe werden nicht in die Analyse einbezogen.

Wenn ein Verweilort bei der Berechnung der konvexen Hülle vollständig stationär ist (ein einziger Ort) oder aus zwei eindeutigen, parallel verlaufenden Punkten besteht, wird ein kleiner Wert basierend auf der Toleranz des Raumbezugs in einer Analyse als Breite, Höhe oder Durchmesser verwendet, um Ausgabe-Polygone anstelle von konvexen Hüllen zu erstellen. Diese Polygone dienen der Visualisierung und stellen nicht die räumliche Ausdehnung des Verweilortes dar. In der folgenden Tabelle werden Beispiele dieser Fälle beschrieben:

EingabefallBeschreibungBeispiel

Lagegleich (ein räumlich eindeutig verorteter Punkt)

Wenn die Eingabe-Features gestapelt (lagegleich) sind, stellt die resultierende konvexe Hülle ein ungültiges Polygon dar.

In diesem Beispiel werden die lagegleichen Eingabe-Features durch den roten Punkt im Mittelpunkt des gelben Polygons angegeben. Das gelbe Polygon stellt das Ergebnis der konvexen Ausgabehülle für lagegleiche Punkte dar. Das blaue Polygon zeigt, wie eine konvexe Hülle aussieht, wenn sich vier nicht lagegleiche Punkte an einem einzigen Verweilort befinden.

Beispiel von lagegleichen Features, die bei der Ausgabe konvexer Hüllen zurückgegeben werden

Parallel verlaufend (zwei räumlich eindeutig verortete Punkte)

Wenn sich die Eingabe-Features in einer Linie befinden (bei zwei räumlich eindeutig verorteten Punkten meist der Fall), stellt die resultierende konvexe Hülle ein ungültiges Polygon dar.

In diesem Beispiel werden parallel verlaufende Punkte durch rote Punkte innerhalb des gelben Polygons dargestellt. Das gelbe Polygon stellt das Ergebnis der konvexen Ausgabehülle für parallel verlaufende Punkte dar.

Beispiel von parallel verlaufenden Features, die bei der Ausgabe konvexer Hüllen zurückgegeben werden

Funktionsweise von "Verweilorte suchen"

Berechnungen

Eingabe-Layer werden mithilfe einer eindeutigen Kennung in Verweilorte zusammengefasst. Für alle Ausgabetypen werden die Anzahl der Features und die Zeitdauer für jeden Verweilort berechnet.

Wenn Sie eine zusammengefasste Ausgabeoption ausgewählt haben (Mittelwert für Mittelpunkt oder Konvexe Hülle), kann jeder Track optional numerische Statistiken (Anzahl,Summe, Minimum, Maximum, Bereich, Mittelwert, Standardabweichung, Varianz, Erste(r) und Letzte(r)) oder Zeichenfolgenstatistiken (Anzahl und Beliebige,Erste(r) und Letzte(r)) für die in einem Track zusammengefassten Features anwenden.

Die Statistiken Erste(r) und Letzte(r) geben den ersten und letzten Wert eines zusammengefassten Tracks zurück. Beispiel: Ein nach Zeit sortierter Track gibt die folgenden Werten zurück: [Toronto,Guelph,Montreal], der erste Wert lautet "Toronto" und der letzte Wert "Montreal". Die Statistiken Erste(r) und Letzte(r) sind ab Version 10.8.1 verfügbar.

Mit der Zählstatistik (für Zeichenfolgen und numerische Felder) wird die Anzahl der Nicht-NULL-Werte ermittelt. Die Anzahl der folgenden Werte ist gleich 5: [0, 1, 10, 5, null, 6] = 5. Die Anzahl dieser Gruppe von Werten ist gleich 3: [Primary, Primary, Secondary, null] = 3.

Beispiel für ArcGIS API for Python

Das Werkzeug "Verweilorte suchen" ist über ArcGIS API for Python verfügbar.

In diesem Beispiel werden Stellen gesucht, an denen Schiffe für eine bestimmte Dauer innerhalb einer bestimmten Entfernung verweilten.

# Import the required ArcGIS API for Python modules import arcgis from arcgis.gis import GIS
# Connect to your ArcGIS Enterprise portal and check that GeoAnalytics is supported portal = GIS("https://myportal.domain.com/portal", "gis_publisher", "my_password", verify_cert=False) if not portal.geoanalytics.is_supported():
    print("Quitting, GeoAnalytics is not supported")    exit(1)   
# Find the point dataset containing track features to find dwell locations from track_layer = portal.content.search("GPSPoints_Halifax_ships", "Feature Layer") track_layer = layer_result[0].layers[0]
# Run the tool Find Dwell Locations dwell_result = arcgis.geoanalytics.find_locations.find_dwell_locations( input_layer = track_layer, track_fields = "vessel_ID, shipping_zone",
method = "Geodesic"
distance_tolerance = .5, distance_unit = "NauticalMiles", time_tolerance = 6, time_unit = "Hours", summary_fields = [{'statisticType' : 'Maximum',                    'onStatisticField' : 'Speed'}], dwell_type = "DwellMeanCenters", output_name = "ship_dwell_areas")
# If you are running Python in a Jupyter Notebook, visualize the results processed_map = portal.map() processed_map.add_layer(dwell_result) processed_map

Ähnliche Werkzeuge

Verwenden Sie Verweilorte suchen, um Track-Features in Verweilorten zusammenzufassen. Andere Werkzeuge können bei ähnlichen, aber leicht abweichenden Problemstellungen hilfreich sein.

Map Viewer-Analysewerkzeuge

Wenn Sie Punkte oder Bereiche in Tracks zusammenfassen, verwenden Sie das GeoAnalytics-Werkzeuge Tracks rekonstruieren.

Um innerhalb eines Track-Datasets basierend auf räumlichen oder Attributwerten nach anderen Beziehungen zu suchen, verwenden Sie das GeoAnalytics-Werkzeuge Ereignisse ermitteln.

ArcGIS Desktop-Analysewerkzeuge

Das GeoAnalytics-Werkzeuge "Verweilorte suchen" ist ebenfalls in ArcGIS Pro verfügbar.

Um die Entfernungen von einem Feature zum nächsten zu berechnen, verwenden Sie das Geoverarbeitungswerkzeug Nahe.

Um das Werkzeug über ArcGIS Pro auszuführen, muss auf dem aktiven Portal Ihres Projekts ArcGIS Enterprise 10.8 oder höher ausgeführt werden. In 10.8 müssen Sie sich mit einem Konto beim Portal anmelden, dem Berechtigungen zum Durchführen von räumlichen Analysen im Portal zugewiesen sind.