Available with Image Server
Инструмент Создать растр тренда оценивает тренд для каждого пиксела вдоль измерения для одной или нескольких переменных в многомерном слое изображений.
Выходными данными является размещенный слой изображений.
Примеры
Инструмент Создать растр тренда может определить, присутствует ли сезонный тренд в суточных данных об осадках, собранных за 10 лет, с помощью гармонической линии тренда и изучить статистику R-квадрата соответствия действительности.
Инструмент Создать растр тренда может рассчитать линейную линию тренда для каждого пиксела ежемесячных данных о температуре океана за более чем 40 лет, чтобы увидеть, где и как температура менялась с течением времени.
Примечания по использованию
Инструмент Создать растр тренда содержит конфигурации входного слоя, настроек тренда и итогового слоя.
Входной слой
Группа Входной слой включает в себя следующие параметры:
- Многомерный или многоканальный слой изображений определяет, какой слой изображений будет анализироваться. Если в инструменте отсутствуют доступные для выбора слои изображений, на карту необходимо добавить многомерный слой изображений.
- Измерение отражает извлекаемую статистику. Этот параметр не требуется, если входной растр не является многомерным.
- Переменные отображает, какие переменные будут агрегированы вдоль выбранного измерения. Если не указано конкретных переменных, будут агрегированы все переменные в пределах заданного измерения.
Настройки тренда
Группа Настройки тренда включает в себя следующие параметры:
- Тип тренда определяет тип анализа, который будет выполнен для значений пикселов вдоль измерения.
Существует три варианта линии тренда для построения тренда значений переменных в измерении: линейный, гармонический и полиномиальный. Три варианта выстраивания тренда описаны ниже. В дополнение к вариантам линий есть еще два варианта, позволяющих определить, есть ли в значениях пикселов многомерного слоя изображений статистически значимый тренд: Манна-Кендалла и Сезонный Манна-Кендалла.
- Линейная – линейная линия тренда является наиболее подходящей прямой линией, которая используется для оценки простых линейных отношений. Линейный тренд выделяет скорость изменения, которая увеличивается или уменьшается с постоянной скоростью. Формула для линейной линии тренда выглядит следующим образом:
- y = значение переменной пиксела
- х = значение измерения
- β0 = y-перехват
β1 = линейный уклон или скорость изменения
β1 > 0 указывает на растущий тренд
β1 < 0 указывает на убывающий тренд
- Гармоническая – гармоническая линия тренда – это периодически повторяющаяся криволинейная линия, которая лучше всего используется для описания данных, следующих циклической схеме, например сезонных изменений температуры. Формула для гармонической линии тренда выглядит следующим образом:
- y = значение переменной пиксела
- t = дата по Юлианскому календарю
- β0 = y-перехват
- ß1 = скорость изменения
- α, γ = коэффициенты межгодовых или внутригодовых изменений
- ω = i
- f = гармоническая частота
- Полиномиальная – полиномиальная линия тренда – это кривая, которая используется для данных с флуктуациями. В этом случае значение полиномиального порядка используется для указания максимального числа возникающих флуктуаций. Формула для полиномиальной линии тренда выглядит следующим образом:
- y = значение переменной пиксела
- х = значение измерения
- ß0, ß1, ß2, ß3, ..., ßn = константные коэффициенты
Манн-Кендалл – значения пикселов будут оцениваться с помощью критерия тренда Манна-Кендалла.
Тесты Манна-Кендалла и Сезонный Манна-Кендалла используются для определения наличия монотонного тренда в данных. Они непараметрические, то есть не предполагают определенного распределения данных. Критерий Манна-Кендалла не учитывает серийную корреляцию или сезонные эффекты. Если данные являются сезонными, лучше использовать тест Сезонный Манна-Кендалла.- Сезонный Кендалла – значения пикселов будут оцениваться с помощью критерия тренда Манна-Кендалла.
- Линейная – линейная линия тренда является наиболее подходящей прямой линией, которая используется для оценки простых линейных отношений. Линейный тренд выделяет скорость изменения, которая увеличивается или уменьшается с постоянной скоростью. Формула для линейной линии тренда выглядит следующим образом:
- Длина цикла гармонического тренда используется для указания количества и длины циклов, которые вы ожидаете увидеть в своих данных в течение дня или года. Например, если вы ожидаете, что ваши данные будут проходить через два цикла изменения в течение одного года, то продолжительность цикла составит 182,5 дня или 0,5 года. Если у вас есть данные о температуре, собранные через каждые три часа, и есть один цикл изменения в день, то продолжительность цикла будет составлять 1 день.
- Единица цикла определяет единицу времени, которая будет использоваться для длины гармонического цикла.
- Частота или полиномиальный порядок для гармонического модели анализа тренда используется для описания гармонической модели для соответствия данным. Если частота установлена на 1, то для подгонки модели будет использоваться комбинация линейной и гармонической кривой первого порядка. Если частота равна 2, то для подгонки данных будет использоваться комбинация линейных гармонических кривых первого порядка и гармонических кривых второго порядка. Если частота равна 3, то для моделирования данных будет использоваться дополнительная гармоническая кривая третьего порядка и т. д.
- Сезонный период определяет единицы измерения времени, использующиеся для продолжительности сезонного периода при расчете критерия Сезонный Манна-Кендалла.
- Статистика модели определяет статистику, которая будет рассчитываться в выходных данных. Возможны следующие варианты Статистики модели:
- RMSE - указывает, следует ли вычислить среднеквадратичную ошибку (RMSE) линии тренда. Если опция отмечена, RMSE вычисляется и включается в качестве одного из каналов выходного растра тренда.
- R-квадрат - определяет, следует ли вычислять статистику пригодности R-квадрата для линии тренда. Если опция отмечена, R-квадрат вычисляется и включается в качестве одного из каналов выходного растра тренда.
- P-значение коэффициента уклона - указывает, следует ли вычислять статистику p-значения для коэффициента уклона линии тренда. Если опция отмечена, p-значение вычисляется и включается в качестве одного из каналов выходного растра тренда.
- Игнорировать значения NoData определяет, будут ли пропущенные значения игнорироваться в анализе.
Слой результата
Группа Слой результата включает в себя следующие параметры:
- Выходное имя определяет имя слоя, который создается и добавляется на карту. Имя должно быть уникальным. Если слой с таким же именем уже существует в вашей организации, инструмент завершится ошибкой, и вам будет предложено указать другое имя.
- Сохранить в папке — указывает имя папки в Моих ресурсах, в которой будет сохранен результат.
Параметры среды
Настройки среды анализа — это дополнительные параметры, которые влияют на результаты работы инструмента. Вы можете получить доступ к настройкам среды анализа инструмента из группы параметров Настройки среды.
Этот инструмент поддерживает следующие параметры среды анализа:
- Выходная система координат
- Экстент обработки
Примечание:
Экстент обработки по умолчанию в Map Viewer - это Полный экстент. Это значение по умолчанию отличается от Map Viewer Classic, в котором по умолчанию включен параметр Использовать текущий экстент карты.
- Растр привязки
- Размер ячейки
- Метод пересчета
- Коэффициент параллельной обработки
Выходные данные
Этот инструмент содержит следующие выходные данные:
Один слой изображений, который содержит значения, оценивающие тренд для всех пикселов, если был выбран вариант линии тренда.
Для анализа линейного тренда выходные данные содержат слой трехканальные изображений, где:
- Канал 1 = Уклон
- Канал 2 = Пересечение
- Канал 3 = Среднеквадратичная ошибка (RMSE) или ошибка вокруг линии наилучшего соответствия
Для анализа гармонического тренда количество каналов на выходе зависит от порядка гармонической частоты. Если установлена частота 1, в результате создается слой пятиканальных изображений, где:
- Канал 1 = Уклон
- Канал 2 = Пересечение
- Канал 3 = Harmonic_sin1
- Канал 4 = Harmonic_cos1
- Канал 5 = RMSE
Если установлена частота 2, в результате создается слой семиканальных изображений, где:
- Канал 1 = Уклон
- Канал 2 = Пересечение
- Канал 3 = Harmonic_sin1
- Канал 4 = Harmonic_cos1
- Канал 5 = Harmonic_sin2
- Канал 6 = Harmonic_cos2
- Канал 7 = RMSE
Для анализа полиномиального тренда количество каналов на выходе зависит от степени полинома. Полиномиальное выстраивание второго порядка создает слой четырехканальных изображений, где:
- Канал 1 = Polynomial_2
- Канал 2 = Polynomial_1
- Канал 3 = Polynomial_0
- Канал 4 = RMSE
Полиномиальное выстраивание третьего порядка создает слой пятиканальных изображений, где:
- Канал 1 = Polynomial_3
- Канал 2 = Polynomial_2
- Канал 3 = Polynomial_1
- Канал 4 = Polynomial_0
- Канал 5 = RMSE
Если инструмент используется для выполнения теста Манна-Кендалла или Сезонного Манна-Кендалла, выходными данными является пятиканальный растр:
- Канал 1 = склон Сена
- Канал 2 = p-значение
- Канал 3 = оценка Манна-Кендалла (S)
- Канал 4 = S-дисперсия
- Канал 5 = Z-оценка
Лицензионные требования
Для этого инструмента требуются следующие лицензии и конфигурации:
- Тип пользователя Creator или GIS Professional
- Роль Издатель или Администратор или эквивалентная пользовательская роль
- ArcGIS Image Server сконфигурирован для анализа растров
Ресурсы
Для дополнительной информации см. следующие ссылки:
- Создать растр тренда в ArcGIS REST API
- generate_trend_raster в ArcGIS API for Python
- Создать растр тренда в ArcGIS Pro