arcgis中路径距离分析工具的使用

2024-10-12 12:20:31

路径距离工具,如路径距离、路径距离分配和路径距离回溯链接均用于距离分析。这些工具与“成本”、“欧氏”、“水文分析”以及其他Spatial Analyst工具配合使用可以有效地对扩散和移动过程进行建模。下面的内容描述了路径距离工具的基础理论和使用方法。

工具/原料

电脑

arcgis软件

路径距离的基本运动规则

1、路径距离工具与成本距离相似,两者都用于确定从某个源到栅格上各像元位置的最小累积行进成本。但是,路悄钸碌灵径距离不仅可计算成本表面的累积成本,而且当亟冁雇乏需要对必须行驶的实际曲面距离以及影响到从一个位置到另一个位置的总移动成本的水平和垂直因子进行补偿时,路径距离工具也是适用的。这些工具生成的累积成本表面可用于扩散建模、流向运动和最低成本路径分析。要充分使用路径距离工具,必须了解在表面上进行扩散和运动的一些基本原则。要说明这些基础原则,需要在成本因素不同的情况下计算能源的消耗量,更明确地说就是汽车在两点间行驶所需要的燃油量。驾驶一辆汽车在平坦的道路上行进 50 英里从点 A 到达点 B 需要x加仑的燃油。

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3、上述公式也可用于第一个示例中,但其摩擦系数的影响要比第二个示例中低很多,因为该车在平坦的表面上行驶。如果从点 A 到点 B 的路径是上坡,则该车的实际行进距离将比道路平直时的距离要远。(此时,您可以忽略推动车辆爬坡所需的额外燃油。)要行进的距离被称为表面距离 (SD)。

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5、在行进总成本中包含水平系数 (HF) 可得到如下公式:F * SD * HF = fuel_used必须调整与风速相关的水平系数,以补偿将会遇到的与行驶方向和风向间的关系有关的水平摩擦量。例如,如果风从汽车后面以 45 度角吹来,将有助于汽车行驶,但是肯定没有直接从后面吹来(0 度)的帮助更大。

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7、将垂直系数 (VF) 与上述公式结合可得到如下公式:F * SD * HF * VF = fuel_used对扩散或运动对象的源进行建模时,路径距离工具可控制摩擦、表面距离、水平系数和垂直系数。上例虽是一个简单的示例,但是可以说明影响运动的诸多因素。多数运动并不像汽车在平面上行驶这么简单。例如,当垂直角度较大或与指定的水平行进方向明显偏差时,对于某些类型的现象来说可能反而是最低成本。在某种情况下,零坡度可能会非常耗费成本。垂直系数的坡度可能是空气密度、浓度级别或噪音分贝值而不是高程。路径距离工具可以控制影响扩散的因素(如此处所列因素),可以自定义分析以满足所研究现象的需求。

路径距离分析的输出

1、路径距离输出路径距离工具的主要输出是总累积成本距离栅格。此栅格存储每个像元的最低成本累积距离,各值考虑了所有成本因素,由最低成本源像元得出。由于成本距离基于迭代分配,因此,可以保证各像元具有从某个源到达自身的最低累积成本。累积值基于在成本表面指定的成本单位进行计算。

2、路径距离回溯链接方向输出对于各像元,路径距离回溯链接工具可识别出从到达的成本最低的像元开始,反向运动到源像元的路径上,应当移动或流入哪一个像元。输出栅格中的值的范围为 0 到 8,这是回溯(从目的地到最低成本源)最低累积成本路径时用于识别到达下一个相邻像元(后续像元)的方向的代码。源像元被指定为 0,因为它们已经位于目的地(源)。如果路径穿过右侧的相邻像元,则输出像元将被指定值 1。如果路径在右下方向,则值为 2,正南方向则为 3,按顺时针方向依此类推,如下图所示:

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有关控制路径距离计算的详细信息

1、定义最大距离阈值有时,阈值累积成本会超过期望值。此阈值由最大距离参数控制。超过此阈值的所有位置将在输出成本距离栅格上收到 NoData。

2、使用分配输出栅格上的替代值如果与输入源栅格上的源像元关联的值被输出分配栅格上的替代值所替换,则赋值栅格可以是输入数据。赋值栅格为各源像元定义的值将被分配给所有像元,这些像元被分配到成本分配栅格中的源像元位置。

3、元素的变化通过使用“路径距离”更改一个或全部输入参数,您可以对多种变化进行建模。例如,如果不存在输入表面栅格用以计算表面距离,也没有水平或垂直系数成本元素,则“路径距离”执行的计算将与“成本距离”工具相同。计算平坦表面上的成本距离时,不需输入表面栅格。有时,一个水平或垂直系数栅格的各像元位置的值都相等。例如,在不考虑细微地形的情形下尝试对风进行建模,并且风从单个方向(例如东南)吹来,水平栅格上的各像元位置可能都被设为 45 度。

4、输入系数的单位确定成本因素时请切记以下影响:像元间的所有正或负坡度都会增加表面距离,因此也会增加成本。值为 1 的水平或垂直系数不影响在像元间移动的成本。然而,小于 1 的系数会减少成本,大于 1 的系数会增加成本。确定要使用(尤其是使用修饰符更改时)的水平或垂直系数函数时,或创建自定义系数图形时,必须牢记输入成本栅格上的初始成本单位和某系数对单位的影响。

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