Analyse der Bewegung mithilfe von Kostenoberflächen mit dem ArcGIS-Pfadabstandstool?

Ich möchte die hypothetische Bewegung (zu Fuß) in einer Landschaft anhand des Energieverbrauchs analysieren, aber ich habe Probleme, von denen ich hoffe, dass Sie mir helfen können. Ich habe versucht, dies mit dem Pfadentfernungstool von ArcGIS in Spatial Analyst unter Verwendung der von mir erstellten Kostenoberflächen zu tun, aber das Ergebnis entspricht nicht meinen Erwartungen.

So sieht meine Höhenfläche aus (heruntergeladen von ASTER GDEM):

Basierend auf den Höhendaten habe ich eine Kostenfläche erstellt, die den Energieverbrauch (Stoffwechselrate in Watt) pro Karteneinheit (m) enthalten soll. Dafür habe ich diese Formel verwendet: M = 1.5W + 2.0 (W + L) (L / W)2 + N (W + L) (1.5V2 + 0.35V * abs(G + 6))

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

Wobei M die Stoffwechselrate in Watt ist, W das Gewicht des modellierten Individuums ist, L die getragene Last des Individuums ist, N ein Faktor ist, der die Leichtigkeit der Bewegung im Gelände beschreibt (zu Testzwecken auf 1,2 eingestellt), V das Individuum ist Bewegungsgeschwindigkeit und G ist die Steigung in Prozent. Dies erzeugte eine Oberfläche mit Werten zwischen 90 und 25000, wobei die Mehrzahl der Werte zwischen 90 und 1000 lag (was ungefähr richtig erscheint, die absurd hohen Werte sind höchstwahrscheinlich das Ergebnis fehlerhafter Steigungswerte, die leicht behoben werden konnten).

Die Bewegungsgeschwindigkeit wurde nach folgender Formel berechnet: V = 6e^(-3.5 * |s + 0.05|wobei s die Steigung in Grad ist.

Oder in Raster-Rechner-Begriffen ausgedrückt: 6 * Exp( - 3.5 * Abs(Tan("slopeindegrees") + 0.05)) Dadurch wurde eine Oberfläche mit Werten zwischen 0 und 5,9 km / h erstellt, die ungefähr richtig erscheint und mit meinen Erwartungen übereinstimmt.

Diese Flächen wurden nun als Eingabe im Pfadentfernungswerkzeug verwendet; das DEM als Eingabeflächenraster (dh in_surface_raster), die Oberfläche mit Energieverbrauch als Kostenraster und das DEM als vertikales Raster, damit das Werkzeug berechnen kann, ob sich die modellierte Person einen Hang hinauf oder hinunter bewegt oder nicht. Zu Testzwecken wurden zwei Punkte in der nordwestlichen und südöstlichen Ecke des DEM als Quelldaten verwendet (dh in_source_data). Die Ausgabe war folgende (Rot sind unintuitiv die niedrigsten Werte und Blau die höchsten):

Meine Interpretation der Ausgabe ist, dass Höhenunterschiede so gut wie ignoriert werden und die Wertunterschiede einfach mit Entfernungsunterschieden zusammenhängen. Ich hätte erwartet, dass die Oberfläche den flacheren Gebieten im westlichen Teil der Region folgt und die bergigen östlichen Teile meidet, was eindeutig nicht der Fall ist. Aber ich bin noch ziemlich neu in diesen Arten von Analysen und würde die Interpretationen anderer schätzen. Kann jemand auf Fehler in meiner Methodik / Formeln hinweisen, die die seltsame Ausgabe verursachen könnten? Oder wird die Ausgabe erwartet und ich verstehe einfach falsch, was ich von einer Pfadentfernungsanalyse erwarten sollte?

Dies ist sehr ähnlich zu unserer Ausgabe mit dem Pfadentfernungswerkzeug, das eine Dem-, vertikale Raster- und vertikale Faktorspezifikation enthält (was Sie im Grunde mit Ihrer Widerstandsschicht versuchen, aber zwischen Bergauf- und Abwärtsbewegung unterscheidet). Es kann genau das sein, was angesichts Ihres Höhenbereichs und Ihrer Widerstandsgewichtung erwartet wird. Basierend auf einem kurzen Blick auf Ihr DEM und Ihre Ausgabe scheint es jedoch eine Reihe von Dingen zu geben, die dazu führen können, dass Ihre Ergebnisse nicht so angezeigt werden, wie Sie es wünschen, und dass Sie einen zweiten Blick darauf werfen möchten, um sicherzugehen.

1) Sie haben im südwestlichen Teil Ihres Gebiets einen beträchtlichen Teil, der als Nodata codiert zu sein scheint (entweder in der DEM- oder in der Widerstandsschicht). In dieser Funktion behandelt GIS Nodata-Pixel als im Wesentlichen unendlich widerstandsfähig. (Deshalb hat dieses Inselding einen sehr hohen Entfernungswert)

2) Wenn Sie die Pfadentfernung verwenden und ein vertikales Raster angeben, jedoch keine vertikalen Faktoren (oder umgekehrt), oder wenn einer dieser beiden Teile falsch angegeben oder formatiert ist, kann die Funktion diesen Teil des Werkzeugs einfach nicht ausführen und das verwenden Der Rest des Algorithmus erzeugt eine Ausgabe, gibt jedoch keine Warnungen oder Hinweise aus, dass die Teile der Analysen in vertikaler oder horizontaler Richtung nicht ordnungsgemäß ausgeführt wurden. Manchmal verwendet das Programm in einigen Situationen eine ASCII-Datei mit vertikalem oder horizontalem Faktor, in anderen jedoch nicht (wie bei Verwendung der GUI, jedoch nicht von Python), unabhängig von der Formatierung. Dies kann die Fehlerbehebung bei diesem Tool erschweren. Normalerweise vergleichen wir die Distanzwerte eines Laufs mit und ohne vertikale Faktoren, um festzustellen, ob sie unterschiedlich sind.

3) Möglicherweise können Sie mehr Details über die Funktionsweise des Tools sehen, wenn Sie es einzeln auf Ihren Testpunkten ausführen (im Moment können Sie nur den kürzeren der beiden Abstände an jedem Pixel anzeigen, da die Funktion nur aufzeichnet die Abstände von jedem Pixel zurück zu einem der beiden Punkte in der Eingabe)

4) Ohne große Höhenunterschiede in einem Untersuchungsgebiet und / oder einen großen Gewichtungsbereich für die VRMA-Faktoren sieht die Ausgabe einer Analyse, die die Kosten für das Auf- und Abbewegen eines Hügels berücksichtigt, oft nicht viel anders aus eine euklidische Entfernungsanalyse. Die Zahlen, die Sie erhalten, unterscheiden sich jedoch geringfügig. Wenn Sie die Pfade mit den geringsten Kosten zuordnen, werden in einigen Fällen geringfügig andere Routen verwendet.

5) Technisch gesehen sollten Sie ein Z-Score-Raster anstelle eines DEM als Eingabe für das vertikale Raster verwenden, aber beide werden häufig in den Foren verwendet, und zumindest für unsere Daten sind die Unterschiede in der Ausgabe minimal.

Die Dokumentation von ESRI dazu ist etwas verstreut, aber diese Erklärung der vertikalen Faktoren ist ziemlich gut: http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.3/index.cfm?TopicName=Path%20Distance:%20adding%20more%20cost % 20Komplexität