Skip To Content

Создать растр тренда (Map Viewer)

Доступно с 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.
    Линейный, гармонический и второй и третий типы полиномиальных трендов

    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:
      уравнение линейной линии тренда
      • 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:
      уравнение гармонической линии тренда
      • 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:
      уравнение полиномиальной линии тренда
      • 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.
  • 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:

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:

Ресурсы

Для дополнительной информации см. следующие ссылки: