Створення складного багатокутника з точкового шару, використовуючи лише граничні точки на робочому столі ArcGIS


11

Мені потрібно перетворити точковий шар у багатокутник, використовуючи граничні точки зі складної сітки для визначення ребер полігону.

Мені потрібно включити це в рамку ModelBuilder в ArcGIS Desktop 10.3. Ітерацію процесу буде потрібно (якщо можливо) через велику кількість вхідних даних.

Точковий шар обведений сіткою над відрізком річки, і мені потрібно визначити межі точок річок і з'єднати їх, щоб створити багатокутний шар річкового відрізка.

Опуклий корпус, здається, не працює з тим, як річки меандрують, мені потрібна чиста щільна межа, а не утримання, як опуклий корпус. У мене є шари лише для граничних точок, але я не знаю, як їх з'єднати, щоб дістатися до багатокутника.

Приклад теоретичного процесу


1
Те, що вам потрібно, це увігнутий корпус , якого в ArcGIS немає у продажу, на відміну від опуклих корпусів. Якщо ваш інтервал між точками досить малий, ви можете використовувати евклідову відстань> перекласифікувати> розгорнути> растр на багатокутник або сукупні точки .
dmahr

2
Створіть TIN за допомогою точок. Очистіть TIN (лише за межами кордону), використовуючи розумну відстань. Перетворіть TIN в трикутники і видаліть ті, які, на вашу думку, не є правильними. Об’єднайте трикутники разом.
FelixIP

Дякую, я почав працювати над цим і тестувати їх.
А.Віттенберг

Цей веб-сайт, здається, обговорює бібліотеки Python, які корисні для отримання фігур з точок. blog.thehumangeo.com/2014/05/12/drawing-boundaries-in-python Я не пробував код, тому не знаю, чи всі бібліотеки приходять із встановленням Python чи ні. У будь-якому випадку це виглядає перспективно.
Річард Фейрхерст

Розширення методу Фелікса, я думаю: mappingcenter.esri.com/index.cfm?fa=ask.answers&q=1661 Також у ET GeoWizards є інструмент для цього. Зауважу, оцінювач корпусу COncave Hull пов'язаний у кількох відповідях, але всі посилання розірвані (я припускаю, що після останньої веб-перестановки Есрі), і я не можу знайти оновлене посилання.
Кріс Ш

Відповіді:


22

Ця нитка GeoNet провела тривалу дискусію на тему опуклих / увігнутих корпусів та безліч зображень, посилань та кріплень. На жаль, всі малюнки, посилання та вкладення були порушені, коли старий форум та галерея для Есрі був замінений на Geonet або знятий.

Ось мої варіації сценарію оцінювача увігнутого корпусу, який створив Брюс Гарольд з Есрі. Я думаю, що моя версія внесла кілька вдосконалень.

Я не бачу способу приєднати тут файл за допомогою блискавки, тому я створив повідомлення в блозі із зашифрованою версією інструменту тут . Ось зображення інтерфейсу.

Опуклий корпус по корпусу

Ось зображення деяких результатів (я не пам'ятаю коефіцієнт k для цієї картини). k вказує мінімальну кількість сусідніх точок, які шукаються для кожної граничної точки корпусу. Більш високі значення k призводять до більш плавних меж. Якщо вхідні дані нерівномірно розподілені, значення k не може спричинити утворення корпусу.

приклад

Ось код:

# Author: ESRI
# Date:   August 2010
#
# Purpose: This script creates a concave hull polygon FC using a k-nearest neighbours approach
#          modified from that of A. Moreira and M. Y. Santos, University of Minho, Portugal.
#          It identifies a polygon which is the region occupied by an arbitrary set of points
#          by considering at least "k" nearest neighbouring points (30 >= k >= 3) amongst the set.
#          If input points have uneven spatial density then any value of k may not connect the
#          point "clusters" and outliers will be excluded from the polygon.  Pre-processing into
#          selection sets identifying clusters will allow finding hulls one at a time.  If the
#          found polygon does not enclose the input point features, higher values of k are tried
#          up to a maximum of 30.
#
# Author: Richard Fairhurst
# Date:   February 2012
#
# Update:  The script was enhanced by Richard Fairhurst to include an optional case field parameter.
#          The case field can be any numeric, string, or date field in the point input and is
#          used to sort the points and generate separate polygons for each case value in the output.
#          If the Case field is left blank the script will work on all input points as it did
#          in the original script.
#
#          A field named "POINT_CNT" is added to the output feature(s) to indicate the number of
#          unique point locations used to create the output polygon(s).
#
#          A field named "ENCLOSED" is added to the output feature(s) to indicates if all of the
#          input points were enclosed by the output polygon(s). An ENCLOSED value of 1 means all
#          points were enclosed. When the ENCLOSED value is 0 and Area and Perimeter are greater
#          than 0, either all points are touching the hull boundary or one or more outlier points
#          have been excluded from the output hull. Use selection sets or preprocess input data
#          to find enclosing hulls. When a feature with an ENCLOSED value of 0 and Empty or Null
#          geometry is created (Area and Perimeter are either 0 or Null) insufficient input points
#          were provided to create an actual polygon.
try:

    import arcpy
    import itertools
    import math
    import os
    import sys
    import traceback
    import string

    arcpy.overwriteOutput = True

    #Functions that consolidate reuable actions
    #

    #Function to return an OID list for k nearest eligible neighbours of a feature
    def kNeighbours(k,oid,pDict,excludeList=[]):
        hypotList = [math.hypot(pDict[oid][0]-pDict[id][0],pDict[oid][5]-pDict[id][6]) for id in pDict.keys() if id <> oid and id not in excludeList]
        hypotList.sort()
        hypotList = hypotList[0:k]
        oidList = [id for id in pDict.keys() if math.hypot(pDict[oid][0]-pDict[id][0],pDict[oid][7]-pDict[id][8]) in hypotList and id <> oid and id not in excludeList]
        return oidList

    #Function to rotate a point about another point, returning a list [X,Y]
    def RotateXY(x,y,xc=0,yc=0,angle=0):
        x = x - xc
        y = y - yc
        xr = (x * math.cos(angle)) - (y * math.sin(angle)) + xc
        yr = (x * math.sin(angle)) + (y * math.cos(angle)) + yc
        return [xr,yr]

    #Function finding the feature OID at the rightmost angle from an origin OID, with respect to an input angle
    def Rightmost(oid,angle,pDict,oidList):
        origxyList = [pDict[id] for id in pDict.keys() if id in oidList]
        rotxyList = []
        for p in range(len(origxyList)):
            rotxyList.append(RotateXY(origxyList[p][0],origxyList[p][9],pDict[oid][0],pDict[oid][10],angle))
        minATAN = min([math.atan2((xy[1]-pDict[oid][11]),(xy[0]-pDict[oid][0])) for xy in rotxyList])
        rightmostIndex = rotxyList.index([xy for xy in rotxyList if math.atan2((xy[1]-pDict[oid][1]),(xy[0]-pDict[oid][0])) == minATAN][0])
        return oidList[rightmostIndex]

    #Function to detect single-part polyline self-intersection    
    def selfIntersects(polyline):
        lList = []
        selfIntersects = False
        for n in range(0, len(line.getPart(0))-1):
            lList.append(arcpy.Polyline(arcpy.Array([line.getPart(0)[n],line.getPart(0)[n+1]])))
        for pair in itertools.product(lList, repeat=2): 
            if pair[0].crosses(pair[1]):
                selfIntersects = True
                break
        return selfIntersects

    #Function to construct the Hull
    def createHull(pDict, outCaseField, lastValue, kStart, dictCount, includeNull):
        #Value of k must result in enclosing all data points; create condition flag
        enclosesPoints = False
        notNullGeometry = False
        k = kStart

        if dictCount > 1:
            pList = [arcpy.Point(xy[0],xy[1]) for xy in pDict.values()]
            mPoint = arcpy.Multipoint(arcpy.Array(pList),sR)
            minY = min([xy[1] for xy in pDict.values()])


            while not enclosesPoints and k <= 30:
                arcpy.AddMessage("Finding hull for k = " + str(k))
                #Find start point (lowest Y value)
                startOID = [id for id in pDict.keys() if pDict[id][1] == minY][0]
                #Select the next point (rightmost turn from horizontal, from start point)
                kOIDList = kNeighbours(k,startOID,pDict,[])
                minATAN = min([math.atan2(pDict[id][14]-pDict[startOID][15],pDict[id][0]-pDict[startOID][0]) for id in kOIDList])
                nextOID = [id for id in kOIDList if math.atan2(pDict[id][1]-pDict[startOID][1],pDict[id][0]-pDict[startOID][0]) == minATAN][0]
                #Initialise the boundary array
                bArray = arcpy.Array(arcpy.Point(pDict[startOID][0],pDict[startOID][18]))
                bArray.add(arcpy.Point(pDict[nextOID][0],pDict[nextOID][19]))
                #Initialise current segment lists
                currentOID = nextOID
                prevOID = startOID
                #Initialise list to be excluded from candidate consideration (start point handled additionally later)
                excludeList = [startOID,nextOID]
                #Build the boundary array - taking the closest rightmost point that does not cause a self-intersection.
                steps = 2
                while currentOID <> startOID and len(pDict) <> len(excludeList):
                    try:
                        angle = math.atan2((pDict[currentOID][20]- pDict[prevOID][21]),(pDict[currentOID][0]- pDict[prevOID][0]))
                        oidList = kNeighbours(k,currentOID,pDict,excludeList)
                        nextOID = Rightmost(currentOID,0-angle,pDict,oidList)
                        pcArray = arcpy.Array([arcpy.Point(pDict[currentOID][0],pDict[currentOID][22]),\
                                            arcpy.Point(pDict[nextOID][0],pDict[nextOID][23])])
                        while arcpy.Polyline(bArray,sR).crosses(arcpy.Polyline(pcArray,sR)) and len(oidList) > 0:
                            #arcpy.AddMessage("Rightmost point from " + str(currentOID) + " : " + str(nextOID) + " causes self intersection - selecting again")
                            excludeList.append(nextOID)
                            oidList.remove(nextOID)
                            oidList = kNeighbours(k,currentOID,pDict,excludeList)
                            if len(oidList) > 0:
                                nextOID = Rightmost(currentOID,0-angle,pDict,oidList)
                                #arcpy.AddMessage("nextOID candidate: " + str(nextOID))
                                pcArray = arcpy.Array([arcpy.Point(pDict[currentOID][0],pDict[currentOID][24]),\
                                                    arcpy.Point(pDict[nextOID][0],pDict[nextOID][25])])
                        bArray.add(arcpy.Point(pDict[nextOID][0],pDict[nextOID][26]))
                        prevOID = currentOID
                        currentOID = nextOID
                        excludeList.append(currentOID)
                        #arcpy.AddMessage("CurrentOID = " + str(currentOID))
                        steps+=1
                        if steps == 4:
                            excludeList.remove(startOID)
                    except ValueError:
                        arcpy.AddMessage("Zero reachable nearest neighbours at " + str(pDict[currentOID]) + " , expanding search")
                        break
                #Close the boundary and test for enclosure
                bArray.add(arcpy.Point(pDict[startOID][0],pDict[startOID][27]))
                pPoly = arcpy.Polygon(bArray,sR)
                if pPoly.length == 0:
                    break
                else:
                    notNullGeometry = True
                if mPoint.within(arcpy.Polygon(bArray,sR)):
                    enclosesPoints = True
                else:
                    arcpy.AddMessage("Hull does not enclose data, incrementing k")
                    k+=1
            #
            if not mPoint.within(arcpy.Polygon(bArray,sR)):
                arcpy.AddWarning("Hull does not enclose data - probable cause is outlier points")

        #Insert the Polygons
        if (notNullGeometry and includeNull == False) or includeNull:
            rows = arcpy.InsertCursor(outFC)
            row = rows.newRow()
            if outCaseField > " " :
                row.setValue(outCaseField, lastValue)
            row.setValue("POINT_CNT", dictCount)
            if notNullGeometry:
                row.shape = arcpy.Polygon(bArray,sR)
                row.setValue("ENCLOSED", enclosesPoints)
            else:
                row.setValue("ENCLOSED", -1)
            rows.insertRow(row)
            del row
            del rows
        elif outCaseField > " ":
            arcpy.AddMessage("\nExcluded Null Geometry for case value " + str(lastValue) + "!")
        else:
            arcpy.AddMessage("\nExcluded Null Geometry!")

    # Main Body of the program.
    #
    #

    #Get the input feature class or layer
    inPoints = arcpy.GetParameterAsText(0)
    inDesc = arcpy.Describe(inPoints)
    inPath = os.path.dirname(inDesc.CatalogPath)
    sR = inDesc.spatialReference

    #Get k
    k = arcpy.GetParameter(1)
    kStart = k

    #Get output Feature Class
    outFC = arcpy.GetParameterAsText(2)
    outPath = os.path.dirname(outFC)
    outName = os.path.basename(outFC)

    #Get case field and ensure it is valid
    caseField = arcpy.GetParameterAsText(3)
    if caseField > " ":
        fields = inDesc.fields
        for field in fields:
            # Check the case field type
            if field.name == caseField:
                caseFieldType = field.type
                if caseFieldType not in ["SmallInteger", "Integer", "Single", "Double", "String", "Date"]:
                    arcpy.AddMessage("\nThe Case Field named " + caseField + " is not a valid case field type!  The Case Field will be ignored!\n")
                    caseField = " "
                else:
                    if caseFieldType in ["SmallInteger", "Integer", "Single", "Double"]:
                        caseFieldLength = 0
                        caseFieldScale = field.scale
                        caseFieldPrecision = field.precision
                    elif caseFieldType == "String":
                        caseFieldLength = field.length
                        caseFieldScale = 0
                        caseFieldPrecision = 0
                    else:
                        caseFieldLength = 0
                        caseFieldScale = 0
                        caseFieldPrecision = 0

    #Define an output case field name that is compliant with the output feature class
    outCaseField = str.upper(str(caseField))
    if outCaseField == "ENCLOSED":
        outCaseField = "ENCLOSED1"
    if outCaseField == "POINT_CNT":
        outCaseField = "POINT_CNT1"
    if outFC.split(".")[-1] in ("shp","dbf"):
        outCaseField = outCaseField[0,10] #field names in the output are limited to 10 charaters!

    #Get Include Null Geometry Feature flag
    if arcpy.GetParameterAsText(4) == "true":
        includeNull = True
    else:
        includeNull = False

    #Some housekeeping
    inDesc = arcpy.Describe(inPoints)
    sR = inDesc.spatialReference
    arcpy.env.OutputCoordinateSystem = sR
    oidName = str(inDesc.OIDFieldName)
    if inDesc.dataType == "FeatureClass":
        inPoints = arcpy.MakeFeatureLayer_management(inPoints)

    #Create the output
    arcpy.AddMessage("\nCreating Feature Class...")
    outFC = arcpy.CreateFeatureclass_management(outPath,outName,"POLYGON","#","#","#",sR).getOutput(0)
    if caseField > " ":
        if caseFieldType in ["SmallInteger", "Integer", "Single", "Double"]:
            arcpy.AddField_management(outFC, outCaseField, caseFieldType, str(caseFieldScale), str(caseFieldPrecision))
        elif caseFieldType == "String":
            arcpy.AddField_management(outFC, outCaseField, caseFieldType, "", "", str(caseFieldLength))
        else:
            arcpy.AddField_management(outFC, outCaseField, caseFieldType)
    arcpy.AddField_management(outFC, "POINT_CNT", "Long")
    arcpy.AddField_management(outFC, "ENCLOSED", "SmallInteger")

    #Build required data structures
    arcpy.AddMessage("\nCreating data structures...")
    rowCount = 0
    caseCount = 0
    dictCount = 0
    pDict = {} #dictionary keyed on oid with [X,Y] list values, no duplicate points
    if caseField > " ":
        for p in arcpy.SearchCursor(inPoints, "", "", "", caseField + " ASCENDING"):
            rowCount += 1
            if rowCount == 1:
                #Initialize lastValue variable when processing the first record.
                lastValue = p.getValue(caseField)
            if lastValue == p.getValue(caseField):
                #Continue processing the current point subset.
                if [p.shape.firstPoint.X,p.shape.firstPoint.Y] not in pDict.values():
                    pDict[p.getValue(inDesc.OIDFieldName)] = [p.shape.firstPoint.X,p.shape.firstPoint.Y]
                    dictCount += 1
            else:
                #Create a hull prior to processing the next case field subset.
                createHull(pDict, outCaseField, lastValue, kStart, dictCount, includeNull)
                if outCaseField > " ":
                    caseCount += 1
                #Reset variables for processing the next point subset.
                pDict = {}
                pDict[p.getValue(inDesc.OIDFieldName)] = [p.shape.firstPoint.X,p.shape.firstPoint.Y]
                lastValue = p.getValue(caseField)
                dictCount = 1
    else:
        for p in arcpy.SearchCursor(inPoints):
            rowCount += 1
            if [p.shape.firstPoint.X,p.shape.firstPoint.Y] not in pDict.values():
                pDict[p.getValue(inDesc.OIDFieldName)] = [p.shape.firstPoint.X,p.shape.firstPoint.Y]
                dictCount += 1
                lastValue = 0
    #Final create hull call and wrap up of the program's massaging
    createHull(pDict, outCaseField, lastValue, kStart, dictCount, includeNull)
    if outCaseField > " ":
        caseCount += 1
    arcpy.AddMessage("\n" + str(rowCount) + " points processed.  " + str(caseCount) + " case value(s) processed.")
    if caseField == " " and arcpy.GetParameterAsText(3) > " ":
        arcpy.AddMessage("\nThe Case Field named " + arcpy.GetParameterAsText(3) + " was not a valid field type and was ignored!")
    arcpy.AddMessage("\nFinished")


#Error handling    
except:
    tb = sys.exc_info()[2]
    tbinfo = traceback.format_tb(tb)[0]
    pymsg = "PYTHON ERRORS:\nTraceback Info:\n" + tbinfo + "\nError Info:\n    " + \
            str(sys.exc_type)+ ": " + str(sys.exc_value) + "\n"
    arcpy.AddError(pymsg)

    msgs = "GP ERRORS:\n" + arcpy.GetMessages(2) + "\n"
    arcpy.AddError(msgs)

Ось фотографії, які я щойно обробив на наборі адресних точок для трьох підрозділів. Для порівняння показані оригінальні посилки. Початковий k-коефіцієнт для цього запуску інструменту був встановлений на 3, але інструмент повторював кожну точку, встановлену принаймні ak-коефіцієнт 6, перш ніж створювати кожен багатокутник (для одного з них використовувався коефіцієнт 9). Інструмент створив новий клас характеристики корпусу та всі 3 корпуси за 35 секунд. Наявність дещо регулярно розподілених точок, які заповнюють внутрішню частину корпусу, фактично допомагає створити більш точний контур корпусу, ніж просто використання набору точок, які повинні визначати контур.

Оригінальні посилки та точкові адреси

Увігнуті корпуси, створені з адресних точок

Накладка увігнутих корпусів на оригінальні посилки


Дякуємо за оновлену / покращену версію! Тут ви можете шукати найвищі запитання щодо увігнутих корпусів ArcGIS тут і розмістити відповідь там. Як я вже згадував у попередньому коментарі, кілька запитань посилаються на те, що старе зламане посилання та відповідь на це було б корисно. Крім того, ви (або хтось) міг прокоментувати ці питання та пов’язати їх із цим.
Кріс Ш

Це чудово! Але у мене інше питання. Слідкуючи за моєю річковою системою, поставленою у запитанні, чи має цей інструмент спосіб обліку острова посеред річки, який ви хочете опустити?
А.Віттенберг

Ні, у нього немає способу формування корпусу з отвором у ньому. Крім малювання отвору окремо, ви можете додати точки, щоб заповнити область, яку ви хотіли зберегти як дірку, і призначити їм атрибут "отвір" (кожен отвір повинен бути унікальним, щоб уникнути з'єднання з іншими незв'язаними отворами). Потім буде сформований корпус для визначення отвору як окремого багатокутника. Ви могли створити річки та нори одночасно. Потім скопіюйте шар і призначте копію із запитом визначення, щоб відображатись лише багатокутники. Потім використовуйте ці отвори як функції "Стерти" проти всього шару.
Річард Ферхерст
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.