Инструмент Параметры поверхности вычисляет параметры растровой поверхности, такие как экспозиция, уклон и кривизна, с использованием геодезических методов.
Выходными данными является размещенный слой изображений.
Узнайте, как работает инструмент Параметры поверхности
Примеры
Инструмент Параметры поверхности может использоваться в следующих сценариях:
- Вычисление экспозиции и уклона с использованием геодезических методов.
- Вычисление разных типов кривизны с помощью геодезических методов. Например, можно вычислить тангенциальную кривизну, которая характеризует топографическую конвергенцию и дивергенцию потока по поверхности.
Примечания по использованию
Параметры поверхности включают настройки входного слоя, настройки параметров поверхности и итоговый слой.
Входной слой
Группа Входной слой включает следующий параметр:
Входной растр поверхности — это растр поверхности, который будет использоваться для расчета.
Если единицы измерения z-значения имеются в вертикальной системе координат входного растра, то они будут применяться автоматически. Если они не указаны, по умолчанию будут применяться метры.
Группа Выходные слои включает в себя следующие параметры:
Входной растр или вектор маски анализа указывают местоположения, в которых будет выполняться анализ. Он может быть растровым или векторным. Вы можете выбрать слой с помощью кнопки Слой или использовать кнопку Нарисовать входные объекты, чтобы создать слой скетча для использования в качестве входных данных.
Если входные данные векторные, то это может быть точка, линия или полигон.
Если входными данными являются растры, они могут быть двух типов: целочисленные или с плавающей точкой. Если входные данные маски являются растром, анализ будет выполняться в местоположениях с допустимым значением, включая ноль. Ячейки, которые имеют значение NoData во входной маске, будут иметь значение NoData в выходных данных.
Если значения параметров Растр входной поверхности и Входной растр или вектор маски анализа имеют одинаковый размер ячейки и ячейки выровнены, они будут непосредственно использованы в инструменте. Они не будут пересчитываться при выполнении инструмента.
Если ячейки отличаются, выходной размер ячейки будет соответствовать максимальному входному, а значение Входная растровая поверхность будет использовано в качестве растра замыкания. Если размер ячейки такой же, но ячейки не выровнены, в качестве внутреннего растра замыкания будет использоваться Входная растровая поверхность. Любой из этих случаев запускает внутреннюю операцию пересчета перед выполнением извлечения. Дополнительные сведения доступны в разделах Размер ячейки и Растр замыкания.
Входной растр или вектор маски анализа имеет приоритет над настройкой среды Маска.
Настройки параметров поверхности
Группа Настройки параметров поверхности включает в себя следующие параметры:
Тип параметра задает тип параметра выходной поверхности, который будет вычислен.
Каждый доступный тип параметра поверхности рассчитывается для каждой ячейки путем подбора локальной поверхности вокруг целевой ячейки. Единицы всех выходных типов кривизны будут обратными для (квадрат обратной величины для гауссовой кривизны) x,y-единиц выходной системы координат. Доступны следующие опции:
- Уклон - будет вычислена скорость изменения высоты, то есть первая производная ЦМР. Диапазон значений выходных данных уклона зависит от единицы измерения, заданной для параметра Измерения наклона. Используется по умолчанию.
- Экспозиция — будет вычислено направление нисходящего наклона максимальной скорости изменения для каждой ячейки. Выходные данные показывают направление по компасу уклона склона для каждого местоположения. Экспозиция выражается положительными значениями градусов от 0 до 360, измеряемыми по часовой стрелке от направления на север.
- Средняя кривизна — будет измерена общая кривизна поверхности. Вычисляется как среднее значение между минимальной и максимальной кривизной. Эта кривизна описывает истинную выпуклость или вогнутость поверхности, независимо от направления или влияния гравитации. Высокие положительные значения обозначают области максимальной эрозии, высокие отрицательные значения - максимального накопления (Minár et al., 2020).
- Тангенциальная (нормальная кривизна контура) — будет измерена геометрическая нормальная кривизна, перпендикулярная линии уклона, касательная к изолинии. Эта кривизна обычно применяется для характеристики сходимости или расхождения потока по поверхности. Положительные значения соответствуют областям расходящегося по поверхности потока. Отрицательные значения тангенциальной кривизны указывают на области сходящегося по поверхности потока. Положительная тангенциальная кривизна (нормальная кривизна контура) указывает на то, что поверхность выпукла в этой ячейке в перпендикулярном направлению уклона направлении. Отрицательная кривизна указывает на то, что поверхность вогнута в этой ячейке в направлении, перпендикулярном уклону. Значение 0 означает, что поверхность плоская.
- Кривизна профиля (проецированной изолинии) — будет измерена геометрическая нормальная кривизна вдоль линии уклона. Эта кривизна обычно применяется для характеристик ускорения или замедления накопления на поверхности. Положительные значения указывают на области ускорения поверхностного стока и эрозии. Отрицательная кривизна профиля указывает на области замедления поверхностного стока и наличие отложений. Положительная кривизна профиля (линия нормального уклона) указывает на то, что поверхность в этой ячейке является выпуклой в направлении уклона. Отрицательная кривизна указывает на то, что поверхность вогнута в этой ячейке в том же направлении. Значение 0 означает, что поверхность плоская.
- Кривизна плана (проецированной изолинии) — будет измерена кривизна вдоль изолиний.
- Геодезическое кручение изолиний — будет измерена скорость изменения угла наклона вдоль изолиний.
- Кривизна Гаусса — будет измерена вся кривизна поверхности. Она вычисляется как произведение минимальной и максимальной кривизны. Положительные значения указывают на то, что поверхность в этой ячейке выпуклая, а отрицательные значения - на то, что она вогнутая. Значение 0 означает, что поверхность плоская.
- Кривизна Касорати — будет измерена общая кривизна поверхности. Это может быть ноль или любое другое положительное число. Это может быть ноль или только положительное число. Высокие положительные значения указывают на области резкого изгиба в нескольких направлениях.
Измерение уклона определяет единицы измерения, которые будут использоваться для выходного растра уклона.
Этот параметр доступен только в том случае, если для параметра Тип параметра установлено значение Уклон. Доступны следующие опции:
- Градусы - диапазон значений уклона составляет от 0 до 90.
- Процентное увеличение - диапазон составляет от 0 до бесконечности. Плоская поверхность соответствует значению 0 процентов, уклон поверхности в 45 градусов соответствует 100 процентам, и по мере того, как поверхность становится более вертикальной, процент подъема все больше и больше увеличивается.
Проецировать геодезические азимуты определяет, будут ли геодезические азимуты спроецированы с учетом корректного искажения углов, вызванного выходной пространственной привязкой.
Этот параметр доступен только в том случае, если для параметра Тип параметра установлено значение Aspect.
- Не отмечено—геодезические азимуты не будут спроецированы. Используется по умолчанию.
- Отмечено—геодезические азимуты будут спроецированы. В этом случае север всегда соответствует 360 градусам и азимуты будут спроецированы с учетом искажения, вызванного неравноугольной Выходной системой координат настройкой среды. Эти углы можно использовать для точного определения точек на самом крутом склоне. Отметьте параметр Проецировать геодезические азимуты, если вы используете выходные данные инструмента Параметры поверхности как входные данные для параметра Входной растр обратного направления для инструментов в группе По близости.
Использовать экваториальную экспозицию указывает, будет ли экспозиция измеряться от точки на экваторе или от северного полюса.
Этот параметр доступен только в том случае, если для параметра Тип параметра установлено значение Aspect.
- Не отмечено — экспозиция будет измеряться от северного полюса. Используется по умолчанию.
- Отмечено — Экспозиция будет измеряться из точки на экваторе, чтобы скорректировать угол наклона направления, возникающий при приближении к полюсам. Этот параметр позволяет гарантировать, что оси север-юг и восток-запад перпендикулярны друг другу. Используйте эту опцию, если местность находится недалеко от северного или южного полюса.
Тип локальной поверхности определяет тип функции поверхности, которая будет установлена вокруг целевой ячейки. Доступны следующие опции:
Квадратическая — квадратическая функция поверхности будет установлена в ячейки окрестности. Эта функция поверхности точно не соответствует соседним ячейкам, что подходит для большинства данных и приложений. Используется по умолчанию.
Квадратическая поверхность минимизирует влияние шума на входной растр поверхности, что особенно важно при вычислении кривизны.
Используйте эту опцию при задании размера соседства через значения параметра Расстояние окрестности, большее, чем размер ячейки, и при использовании параметра адаптивной окрестности.
Биквадратическая — биквадратическая функция поверхности будет установлена в ячейки окрестности.
Эта опция подходит для входных поверхностей высокой точности.
Если расстояние окрестности больше размера ячейки входного растра, преимущества использования биквадратического типа поверхности будут утеряны. Оставьте расстояние окрестности по умолчанию (равное размеру ячейки).
Расстояние окрестности — это расстояние от центра целевой ячейки, из которого будут вычисляться выходные данные. Оно определяет размер окрестности.
Значением по умолчанию является размер ячейки входного растра, в результате чего получается окрестность 3 на 3. Оно не может быть меньше, чем размер ячейки входного растра. Если указанное расстояние окрестности не достигает диапазона, кратного размеру ячейки, оно округляется до следующего значения, кратного размеру ячейки. Кроме того, максимальное расстояние окрестности в 7 раз больше размера ячейки, что дает окно размером 15 x 15 ячеек. Если задано расстояние, превышающее семикратный размер ячейки, все равно используется окно размером 15 x 15.
Меньшее расстояние окрестности захватывает большую локальную вариабельность ландшафта, характеристики меньших объектов ландшафта. Для высотных данных высокого разрешения большие расстояния могут быть более подходящими.
Использовать адаптивную окрестность указывает, будет ли расстояние окрестности меняться при изменении ландшафта. Расстояние окрестности будет уменьшаться, если в окне вычисления будет слишком большая изменчивость. Максимальное расстояние определяется значением параметра Расстояние окрестности.
Минимальное расстояние - это размер ячейки входного растра.
- Отмечено — во всех местоположениях будет использоваться единое (фиксированное) расстояние окрестности. Используется по умолчанию.
- Отмечено — во всех местоположениях будет использоваться адаптивное расстояние окрестности.
Единица Z задает линейные единицы измерения вертикальных z-значений.
Они определяется вертикальной системой координат, если она указана. Если вертикальной системы координат нет, то единицы измерения z-значений необходимо указать в списке единиц, чтобы гарантировать точный геодезический расчет. По умолчанию это Метры. Доступные линейные единицы: Дюйм, Фут, Ярд, Миля США, Морская миля, Миллиметр, Дециметр, Сантиметр, Метр и Километр.
Слой результата
Группа Слой результата включает в себя следующие параметры:
Имя выходного растра — это имя растра, содержащего заданные значения типа параметра поверхности.
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
- Маска
- Коэффициент параллельной обработки
Выходные данные
Результатом является один выходной растр с указанными значениями типов параметров поверхности.
Требования к использованию
Для этого инструмента требуются следующие лицензии и конфигурации:
Справочная информация
- James D.E., M.D. Tomer, S.A. Porter. 2014. "Trans-scalar landform segmentation from high-resolution digital elevation models." Poster presented at: ESRI Annual Users Conference; July 2014; San Diego, California.
- Minár, J., Evans, I. S., & Jenčo, M. 2020. "A comprehensive system of definitions of land surface (topographic) curvatures, with implications for their application in geoscience modelling and prediction". Earth-Science Reviews, 103414. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103414
Ресурсы
Для дополнительной информации см. следующие ссылки:
- Как работает инструмент Параметры поверхности
- Параметры поверхности в ArcGIS REST API
- Параметры поверхности в ArcGIS Pro с дополнительным модулем Анализ растров
- Параметры поверхности в ArcGIS Pro с дополнительным модулем Spatial Analyst