Полезные инструменты для ArcGIS с сайта USGS

Эта страница является черновиком статьи.

В статье сделан краткий обзор бесплатных расширений для ArcGIS 10 с сайта USGS. Они доступны по ссылке.

Если не оговорено специально, то инструменты представлены в виде панели инструментов ArcGIS (*.tbx). Установка осуществляется стандартным путем — щёлкаем правой кнопкой мыши на стандартной панели инструментов и выбираем пункт "Добавить набор инструментов".

Curve Fit: A Pixel Level Raster Regression Tool

Ссылка на загрузку: архив

Установка: инструкция в pdf

Подробно об инструменте: здесь

Позволяет проводить регрессионный анализ по ряду растровых данных (изображений с географической привязкой). Пользователь вводит массив значений для независимой переменной (X). Растровые данные, представляющие зависимую переменную (Y), сопоставляются с каждым значением X, введенным пользователем. Затем используется либо линейный, либо нелинейный методы регрессии (в зависимости от выбора пользователя) для расчета уникальной математическую модели для каждого пикселя входных наборов растровых данных. Некоторые примеры применения: разнообразие мест обитания в зависимости от масштаба или плотность населения в зависимости от времени.

Типы регрессии, которые может рассчитать инструмент, следующие (рис. 1):

рис.1 - типы регрессий, доступных в инструменте Curve Fit

Basic Raster Landscape Metrics Tools

ссылка на загрузку: tbx

В контексте ландшафтной экологии ландшафт — это просто участок земли (в любом масштабе), содержащий т.н. "паттерны", которые влияют на экологический процесс, интересующий исследователя, или на которые влияет данный процесс. "Патч" — термин, имеющий основополагающее значение для ландшафтной экологии — определяется как относительно однородная область, которая отличается от своего окружения. В растровом наборе данных патч представляет собой группу смежных ячеек с одинаковым значением. Патч — основная единица ландшафта. Класс является просто группировкой патчей, которые не являются смежными, однако имеют одни и те же или схожие характеристики, например, водоем или лес. Этот набор инструментов предназначен для расчета основных показателей, которыми можно описать ландшафт.

Оба инструмента в этом наборе инструментов требуют в качестве входных данных растр в формате GRID, где поле значения в GRID определяет желаемую структуру классов. Например, поле "значение" является целым числом, где 1 = "вода" и 2 = "земля", или 1 = "лес", 2 = "сельское хозяйство", 3 = "вода", 4 = "другие". Примечание: формат ввода должен быть в формате GRID. Все другие форматы вызовут ошибку программы.

Для инструмента "Basic Raster Landscape Metrics by Class" таблица атрибутов выходного растра организована в виде классовой структуры (по одной строке для каждого класса), и расчетные показатели сведены по этим классам. Метрики рассчитываются следующие: "площадь", "периметр", "PCT_LS" (доля ландшафтного класса), "NUM_PATCH" (количество патчей), "AVE_P_AREA" (средняя площадь патча), "MIN_P_AREA" (минимальная площадь патча), "MAX_P_AREA" (максимальная площадь патча), "STD_DEV", "SDI" (индекс разнообразия Симпсона) и "ShDI" (индекс разнообразия Шеннона).

Для инструмента "Basic Raster Landscape Metrics by Patch" таблица атрибутов выходного растра организована по патчам (по одной строке для каждого патча) и расчетные показатели даются для каждого патча. Метрики следующие: площадь, периметр, толщина (радиус самого большого круга, который можно вписать в данный патч), “X_CENTROID”, “Y_CENTROID”, “MAJORAXIS” (длинная ось эллипса, вписанного в патч), "MINORAXIS" (малая ось), и «ориентация» (угол наклона эллипса в патче). Характеристики, связанные с эллипсом, объяснены на рис.2

рис.2 - некоторые характеристики эллипса в патче. Рисунок с сайта USGS

Edge Analysis Tool

ссылка на загрузку: tbx

Здесь нужно ввести полигональный шейп-файл "край" и полигональный шейп-файл "область интереса", а на выходе получаем линейный шейп-файл — границу области интереса с атрибутами края. Так, например, можно получить береговую линию озера с атрибутами пахотного поля. Таким образом, получаем список объектов, граничащих с интересующим нас объектом.

Подробнее об инструменте: здесь.

Moving Window Point Analysis Tool

Ссылка на загрузку: tbx

Этот инструмент позволяет пользователям определить точки отбора проб, которые находятся в районах координационных центров (?focal points), для буферных зон нескольких радиусов. Это первый шаг в ряде геостатистических анализов (например, семивариантный анализ, фрактальный анализ, лакунарность (? lacunarity).

Инструмент принимает исходный точечный шейп и "движется" от точки к точке, создавая ряд буферных зон, определяемых пользователем. Инструмент подсчитывает количество пунктов, которые попадают в каждую буферную зону, а также суммирует значения в предоставленном пользователем поле (например, кол-во организмов,найденных на каждом участке) для всех точек, попавших в буфер. Эти расчеты хранятся в новых полях, добавленных с помощью инструмента к копии оригинального шейпа.

подробнее об инструменте: здесь

Raster Split Tool

ссылка на загрузку: tbx Цель инструмента - автоматизировать процесс разделения больших растров (например, карта NLCD) на более мелкие куски, такие как округа, речные бассейны и т.д. ... При этом несколько выходных растров могут быть названы в соответствии с атрибутом разрезающего шейпа. Без автоматизации этот процесс может быть довольно долгим и и утомительным (попытайтесь разделить растр NLCD всей территории США регулярной сеткой вручную).

Чтобы работать с инструментом, пользователь должен задать входной шейп, который является точной границей района интереса, разрезающий шейп с текстовым полем, который действует и как источник имен выходных файлов (административные округа, водоразделы и т.д. ...), и, наконец, растр, который должен быть разделен на растры в соотвествии с разрезающим шейпом. Все три набора данных должны быть в одинаковой проекции. Вызовите инструмент и щелкните на значке папки, чтобы перейти к наборам данных, которые вы хотите использовать (наборы данных не должны быть добавлены в экстент ArcMap). Затем выбрать нужное поле для создания названий из выпадающего списка и, наконец, выбрать нужный каталог вывода и тип выходного растра (как обычно, оставьте пустым для GRID, или введите IMG или TIF).

Percent Edge Tool

ссылка на загрузку: файл dll

инструкция по установке: на сайте

Инструмент выполняет следующие расчеты для каждого полигона в слое: площадь, компактность, периметр, длины границ с соседними полигонами, и процент длины границы с соседними полигонами. Эта информация может затем быть сведены в сводной таблицы и запросе.

Пример запроса: Я хочу знать, где все крупные, компактные, покрытые древесной растительностью водно-болотные угодья, которые разделяют >50% своих границ с травянистыми водно-болотных угодьями.

Split By Attribute Tool

ссылки на загрузку: архив для 10.1 архив для 10.2

Инструкция по установке: на сайте

Инструмент принимает на входе шейп-файл и разбивает его на отдельные шейп-файлы на основе уникальных значений выбранного поля. Если пользователь выбрал какие-то объекты слоя, то будут разделены только те объекты, которые были выбраны.

Также на сайте доступна ссылка на целый набор инструментов: [1] — это набор инструментов для работы по сохранению птиц (ну и в общем ГИС в охране природы) сделан для ArcGIS 9.3.