วิเคราะห์การเคลื่อนไหวโดยใช้พื้นผิวต้นทุนด้วยเครื่องมือ ArcGIS Path Distance


9

ฉันต้องการวิเคราะห์การเคลื่อนไหวตามสมมุติฐาน (โดยการเดินเท้า) ในภูมิทัศน์โดยยึดตามค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน แต่ฉันพบปัญหาบางอย่างที่ฉันหวังว่าคุณจะสามารถช่วยฉันได้ ฉันพยายามทำสิ่งนี้โดยใช้เครื่องมือ Path Distance ของ ArcGIS ใน Spatial Analyst โดยใช้พื้นผิวต้นทุนที่ฉันสร้างขึ้น แต่ผลลัพธ์ก็ไม่ได้เป็นไปตามที่ฉันคาดไว้

นี่คือลักษณะพื้นผิวยกระดับของฉัน (ดาวน์โหลดจาก ASTER GDEM): ข้อมูลระดับความสูงที่มีพื้นที่สีขาว / ม่วงเป็นจุดสูงสุดและสีเขียวต่ำที่สุด

จากข้อมูลระดับความสูงฉันสร้างพื้นผิวต้นทุนที่ควรประกอบด้วยค่าใช้จ่ายพลังงาน (อัตราการเผาผลาญในหน่วยวัตต์) ต่อหน่วยแผนที่ (m) สำหรับสิ่งนี้ฉันใช้สูตรนี้: M = 1.5W + 2.0 (W + L) (L / W)2 + N (W + L) (1.5V2 + 0.35V * abs(G + 6))

หรือใส่ในเงื่อนไข Raster Calculator: (1.5 * 60) + (2.0 * (60 + 3) * Square((3 / 60))) + (1.2 * (60 + 3) * (Square((1.5 * "movementspeed")) + (0.35 * "movementspeed") * Abs(("slopeinpercent" + 6))))

โดยที่ M คืออัตราการเผาผลาญในวัตส์, W คือน้ำหนักของตัวแบบจำลองแต่ละตัว, L คือน้ำหนักบรรทุกของแต่ละบุคคล, N เป็นปัจจัยที่อธิบายความง่ายในการเคลื่อนที่ในภูมิประเทศ (สำหรับจุดประสงค์ในการทดสอบที่ตั้งไว้ที่ 1.2), V คือ ความเร็วในการเคลื่อนที่และ G เป็นความชันเป็นเปอร์เซ็นต์ สิ่งนี้สร้างพื้นผิวที่มีค่าอยู่ระหว่าง 90 ถึง 25000 โดยส่วนใหญ่ของค่าระหว่าง 90 และ 1,000 (ซึ่งดูเหมือนว่าถูกต้องค่าที่สูงอย่างน่าหัวเราะนั้นน่าจะเป็นผลมาจากค่าความชันที่มีข้อบกพร่องซึ่งสามารถแก้ไขได้ง่าย)

คำนวณความเร็วในการเคลื่อนที่โดยใช้สูตรนี้โดย V = 6e^(-3.5 * |s + 0.05|ที่ s คือความชันเป็นองศา

หรือใส่คำศัพท์ Raster Calculator: 6 * Exp( - 3.5 * Abs(Tan("slopeindegrees") + 0.05)) สิ่งนี้สร้างพื้นผิวด้วยค่าระหว่าง 0 ถึง 5.9 km / h ซึ่งดูเหมือนว่าถูกต้องและสอดคล้องกับสิ่งที่ฉันคาดไว้

ตอนนี้พื้นผิวเหล่านี้ถูกใช้เป็นอินพุตใน Path Distance-tool DEM เป็นแรสเตอร์พื้นผิวอินพุท (เช่น in_surface_raster) พื้นผิวที่มีค่าใช้จ่ายพลังงานเป็นแรสเตอร์ราคาและ DEM เป็นแรสเตอร์แนวตั้งเพื่อให้เครื่องมือในการคำนวณว่าบุคคลที่มีรูปแบบเคลื่อนที่ขึ้นหรือลงตามความลาดชันหรือไม่ สำหรับวัตถุประสงค์ในการทดสอบจะใช้จุดสองจุดที่มุมตะวันตกเฉียงเหนือและตะวันออกเฉียงใต้ของ DEM เป็นแหล่งข้อมูล (เช่น in_source_data) ผลลัพธ์คือ (สีแดงเป็นค่าต่ำสุดโดยไม่ตั้งใจและสีน้ำเงินสูงสุด): ค่าใช้จ่ายพลังงานที่มีสีแดงเป็นค่าต่ำสุด

การตีความผลลัพธ์ของฉันคือการที่มันไม่สนใจความแตกต่างของระดับความสูงและความแตกต่างของค่านั้นสัมพันธ์กับความแตกต่างของระยะทาง ฉันคาดว่าพื้นผิวจะติดตามพื้นที่ราบเรียบในส่วนตะวันตกของภูมิภาคและหลีกเลี่ยงส่วนทางตะวันออกของภูเขาซึ่งไม่ชัดเจน แต่ฉันยังค่อนข้างใหม่กับการวิเคราะห์ประเภทนี้และขอขอบคุณการตีความของผู้อื่น ดังนั้นทุกคนสามารถชี้ให้เห็นข้อบกพร่องใด ๆ ในวิธีการ / สูตรของฉันที่อาจทำให้เกิดผลลัพธ์ที่แปลกหรือไม่ หรือเป็นผลลัพธ์ที่คาดหวังและฉันเพียงแค่เข้าใจผิดว่าฉันควรคาดหวังอะไรจากการวิเคราะห์ระยะทางในเส้นทาง?


ใน "เครื่องมือคำนวณระยะทาง" ฟิลด์ 'อินพุตแรสเตอร์หรือแหล่งข้อมูลคุณลักษณะ' แสดงถึงจุดหนึ่งหรือหลายจุดที่คุณกำลังคำนวณเส้นทาง ESRI พูดว่า: "นี่เป็นชุดข้อมูลแรสเตอร์หรือคุณสมบัติที่ระบุเซลล์หรือสถานที่ซึ่งคำนวณระยะทางต้นทุนที่ถูกสะสมน้อยที่สุดสำหรับทุกตำแหน่งของเซลล์เอาท์พุทการคำนวณการใช้ DEM สำหรับสิ่งนี้ไม่สมเหตุสมผล IMO หลังจากขั้นตอนนี้ การคำนวณ "เส้นทางที่สั้นที่สุด" (เครื่องมือถูกสับแบบ aroun ใน Arc10 และตั้งชื่อต่างกัน) โดยที่คุณใส่จุดจากจุดที่คุณคำนวณเส้นทางไปยังตำแหน่งที่กำหนดก่อนหน้านี้
G-wizard

ฉันไม่ได้ใช้ DEM เป็นเลเยอร์ต้นทาง แต่ใช้เป็นอินพุตในสิ่งที่ ARCGIS เรียกว่า "in_surface_raster" ฉันใช้จุดสองจุดในนอร์ ธ เวสต์และตะวันออกเฉียงใต้เป็นเลเยอร์ต้นทาง ขออภัยด้วยความสับสนฉันจะแก้ไขโพสต์ของฉันเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างสองอย่างถูกต้อง
Oulah

คำตอบ:


4

นี่คล้ายกับสิ่งที่ผลลัพธ์ของเราดูเหมือนจากเครื่องมือระยะทางพา ธ ซึ่งรวมข้อมูลจำเพาะ dem, raster ตามแนวตั้งและปัจจัยตามแนวตั้ง (ซึ่งโดยทั่วไปคือสิ่งที่คุณพยายามทำกับชั้นความต้านทานของคุณ มันอาจเป็นสิ่งที่คาดหวังเนื่องจากช่วงความสูงและน้ำหนักความต้านทานของคุณ แต่จากการดู DEM อย่างรวดเร็วและผลลัพธ์ของคุณจะมีหลายสิ่งที่อาจทำให้ผลลัพธ์ของคุณไม่ปรากฏตามที่คุณต้องการและคุณอาจต้องการตรวจสอบอีกครั้ง

1) คุณมีก้อนขนาดใหญ่ในส่วนตะวันตกเฉียงใต้ของพื้นที่ของคุณที่ดูเหมือนว่าได้รับการเข้ารหัสเป็นโนดาต้า (ทั้งใน DEM หรือชั้นความต้านทาน) ในฟังก์ชั่นนี้ GIS ให้ความสำคัญกับพิกเซลที่ว่าด้วยการต้านทานแบบไม่มีที่สิ้นสุด (นี่คือสาเหตุที่สิ่งที่เกาะนั้นมีค่าระยะทางสูงมาก)

2) หากคุณใช้ระยะทางพา ธ และระบุแรสเตอร์แนวตั้ง แต่ไม่ใช่ปัจจัยแนวตั้ง (หรือในทางกลับกัน) หรือหากส่วนใดในสองส่วนนั้นมีการระบุหรือจัดรูปแบบไม่ถูกต้องฟังก์ชั่นจะล้มเหลว อัลกอริทึมส่วนที่เหลือเพื่อสร้างเอาต์พุต แต่จะไม่ออกคำเตือนหรือตัวบ่งชี้ว่าส่วนทิศทางแนวตั้งหรือแนวนอนของการวิเคราะห์ไม่ได้ดำเนินการอย่างถูกต้อง นอกจากนี้บางครั้งโปรแกรมจะใช้ไฟล์ปัจจัยแนวตั้งหรือแนวนอน ASCII ในบางสถานการณ์ แต่ไม่ใช่ไฟล์อื่น (เช่นจะใช้งานได้หากใช้ GUI แต่ไม่ใช่งูใหญ่) โดยไม่คำนึงถึงการจัดรูปแบบ สิ่งนี้สามารถทำให้เครื่องมือนี้แก้ไขปัญหาได้ยาก เรามักจะเข้าไปข้างในและเปรียบเทียบค่าระยะทางจากการวิ่งด้วยและไม่มีปัจจัยตามแนวตั้งเพื่อดูว่ามันแตกต่างกันหรือไม่

3) คุณอาจจะสามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่เครื่องมือทำหากคุณเรียกใช้ในจุดทดสอบทีละครั้ง (ตอนนี้คุณสามารถดูระยะทางที่สั้นลงของสองพิกเซลในแต่ละพิกเซลเนื่องจากฟังก์ชั่นจะบันทึกเท่านั้น ระยะทางจากแต่ละพิกเซลกลับไปเป็นหนึ่งในสองจุดในอินพุต)

4) ไม่มีความแตกต่างของระดับความสูงในพื้นที่ศึกษาและ / หรือน้ำหนักที่หลากหลายสำหรับ VRMA ปัจจัยผลลัพธ์จากการวิเคราะห์ที่ดูรวมถึงค่าใช้จ่ายในการเคลื่อนย้ายขึ้นและลงเขามักจะไม่ได้ดูแตกต่างจาก การวิเคราะห์ระยะทางแบบยุคลิด อย่างไรก็ตามตัวเลขที่คุณได้รับจะแตกต่างกันเล็กน้อยและในบางกรณีหากคุณจับคู่เส้นทางที่มีค่าใช้จ่ายน้อยที่สุดพวกเขาจะใช้เส้นทางที่แตกต่างกันเล็กน้อย

5) ในทางเทคนิคแล้วฉันคิดว่าคุณควรจะใช้แรสเตอร์ z-score แทน DEM เป็นอินพุทสำหรับแรสเตอร์แนวตั้ง แต่ทั้งคู่ถูกใช้บ่อยในฟอรัมและอย่างน้อยสำหรับข้อมูลของเรา

เอกสารของ ESRI เกี่ยวกับเรื่องนี้กระจัดกระจายเล็กน้อย แต่คำอธิบายของปัจจัยตามแนวตั้งนี้ค่อนข้างดี: http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.3/index.cfm?TopicName=Path%20 ระยะทาง :%20 เพิ่มขึ้น 20 %% 20cost % 20complexity

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.