आर्कगिस डेस्कटॉप में केवल सीमा बिंदुओं का उपयोग करके प्वाइंट लेयर से कॉम्प्लेक्स बहुभुज बनाना


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मुझे बहुभुज के किनारों को परिभाषित करने के लिए एक जटिल ग्रिड से सीमा बिंदुओं का उपयोग करके, एक बिंदु परत को बहुभुज में बदलने की आवश्यकता है।

मुझे ArcGIS डेस्कटॉप 10.3 में एक ModelBuilder फ्रेमवर्क में इसे शामिल करने की आवश्यकता है। आवक डेटा के बहुत अधिक होने के कारण इस प्रक्रिया की आवश्यकता होगी (यदि संभव हो तो)।

बिंदु परत को एक नदी खंड पर चित्रित किया गया है, और मुझे नदियों के सीमा बिंदुओं को निर्धारित करने और नदी खंड की एक बहुभुज परत बनाने के लिए उन्हें जोड़ने की आवश्यकता है।

उत्तल पतवार के साथ काम करने के लिए प्रतीत नहीं होता है कि नदियाँ कैसे बहती हैं, मुझे एक साफ तंग सीमा की आवश्यकता है, न कि उत्तल पतवार की तरह एक नियंत्रण। मेरे पास बस सीमा बिंदुओं के लिए परतें हैं, लेकिन मुझे नहीं पता कि उन्हें एक बहुभुज से कैसे जोड़ा जाए।

सैद्धांतिक प्रक्रिया का उदाहरण


1
आप जो चाहते हैं वह अवतल पतवार है , जो उत्तल पतवारों के विपरीत, आर्कगिस में मूल रूप से उपलब्ध नहीं है। यदि आपका पॉइंट स्पेसिंग काफी छोटा है, तो आप यूक्लिडियन डिस्टेंस> रिकेलिफायिफाई> एक्सपेंशन> रैस्टर टू पॉलिगॉन या एग्रीगेट पॉइंट्स का उपयोग कर सकते हैं ।
dmahr

2
बिंदुओं का उपयोग करके टिन बनाएं। उचित दूरी का उपयोग करते हुए Delineate TIN (केवल सीमा के बाहर)। TIN को त्रिभुज में बदलें और जो आपको लगता है कि वे सही नहीं हैं। एक साथ त्रिकोणों को मिलाएं।
फेलिक्सिप

धन्यवाद, मैंने इन के माध्यम से काम करना और उनका परीक्षण करना शुरू कर दिया है।
अ। विटेनबर्ग

यह वेबसाइट पायथन पुस्तकालयों पर चर्चा करती है जो बिंदुओं से आकृतियाँ निकालने में उपयोगी हैं। blog.thehumangeo.com/2014/05/12/drawing-boundaries-in-python मैंने कोड की कोशिश नहीं की है, इसलिए मुझे नहीं पता कि सभी पुस्तकालय पायथन इंस्टॉलेशन के साथ आते हैं या नहीं। वैसे भी, यह आशाजनक लग रहा है।
रिचर्ड फेयरहर्स्ट

फेलिक्स की विधि पर विस्तार, मुझे लगता है: mappingcenter.esri.com/index.cfm?fa=ask.answers&q=1661 इसके अलावा, ET GeoWizards के पास इसके लिए एक उपकरण है। मैं ध्यान देता हूं कि कॉनकेव हल एस्टीमेटर कई उत्तरों में जुड़ा हुआ है, लेकिन लिंक सभी टूटे हुए हैं (मैं एस्री के नवीनतम वेब फेरबदल के बाद मान लेता हूं) और मुझे एक अद्यतन लिंक नहीं मिल सकता है।
क्रिस डब्ल्यू

जवाबों:


22

इस जियोनेट थ्रेड में उत्तल / अवतल पतवार और कई चित्रों, लिंक और संलग्नक के विषय पर एक लंबी चर्चा थी। दुर्भाग्य से, सभी चित्रों, लिंक और अटैचमेंट को तोड़ दिया गया था जब एश्री के लिए पुराने फोरम और गैलरी को जियोनेट द्वारा बदल दिया गया था या नीचे ले जाया गया था।

यहाँ कॉन्सेव हल अनुमानक स्क्रिप्ट पर मेरी विविधताएं हैं जो एश्री के ब्रूस हेरोल्ड ने बनाई हैं। मुझे लगता है कि मेरे संस्करण ने कई सुधार किए।

मैं यहाँ ज़िप्ड टूल फ़ाइल को अटैच करने का तरीका नहीं देख रहा हूँ, इसलिए मैंने यहाँ टूल के ज़िप किए गए संस्करण के साथ एक ब्लॉग पोस्ट बनाई है । यहाँ इंटरफ़ेस की एक तस्वीर है।

उत्तल हल केस इंटरफ़ेस द्वारा

यहाँ कुछ आउटपुट की एक तस्वीर है (मुझे इस तस्वीर के लिए k कारक याद नहीं है)। k प्रत्येक पतवार सीमा बिंदु के लिए खोजे गए पड़ोसी बिंदुओं की न्यूनतम संख्या को इंगित करता है। चिकनी सीमाओं में k परिणाम के उच्च मूल्य। जहां इनपुट डेटा असमान रूप से छितराया जाता है, कश्मीर का कोई मूल्य एक संलग्नक पतवार का परिणाम नहीं हो सकता है।

उदाहरण

यहाँ कोड है:

# 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)

यहां वे चित्र हैं जिन्हें मैंने तीन उपखंडों के पते के एक सेट पर संसाधित किया है। तुलना के लिए, मूल पार्सल दिखाए जाते हैं। इस टूल रन के लिए शुरुआती k फ़ैक्टर 3 पर सेट किया गया था, लेकिन टूल ने प्रत्येक पॉलीगॉन बनाने से पहले कम से कम 6 ak फ़ैक्टर पर सेट किए गए प्रत्येक बिंदु को पुनरावृत्त कर दिया (उनमें से एक के लिए 9 का ak फ़ैक्टर उपयोग किया गया था)। इस टूल ने 35 सेकंड से कम समय में नए hull फीचर क्लास और सभी 3 hull बनाए। कुछ नियमित रूप से वितरित बिंदुओं की उपस्थिति जो पतवार के आंतरिक भाग को भरते हैं, वास्तव में रूपरेखा को परिभाषित करने के लिए आवश्यक बिंदुओं के सेट का उपयोग करने की तुलना में अधिक सटीक पतवार रूपरेखा बनाने में मदद करते हैं।

मूल पार्सल और पता अंक

पता बिंदुओं से बनाया गया अवतल पतवार

मूल पार्सल पर अवतल पतवार का ओवरले


अद्यतन / बेहतर संस्करण के लिए धन्यवाद! आप यहां आर्कजीआईएस अवतल पतवार के लिए सबसे अधिक वोट किए गए प्रश्न की खोज करना चाहते हैं और साथ ही अपना उत्तर भी दे सकते हैं। जैसा कि मैंने पहले की टिप्पणी में उल्लेख किया है, कई प्रश्न पुराने टूटे हुए लिंक का संदर्भ देते हैं और प्रतिस्थापन के रूप में इस उत्तर को देने में सहायक होंगे। वैकल्पिक रूप से आप (या कोई) उन सवालों पर टिप्पणी कर सकते हैं और उन्हें इस एक से जोड़ सकते हैं।
क्रिस डब्ल्यू

यह उत्कृष्ट है! लेकिन मेरा एक और सवाल है। मेरे नदी तंत्र के प्रश्न के रूप में अनुसरण करने के बाद, क्या इस उपकरण के पास नदी के बीच में एक द्वीप के लिए खाता है, जिसे आप छोड़ना चाहते हैं?
.विटेनबर्ग

नहीं, इसमें छेद वाला हल बनाने का तरीका नहीं है। छेद को अलग से खींचने के अलावा, आप उस क्षेत्र को भरने के लिए अंक जोड़ सकते हैं जिसे आप छेद के रूप में रखना चाहते हैं और उन्हें "छेद" विशेषता के साथ असाइन करें (प्रत्येक छेद को अन्य असंबंधित छिद्रों के साथ जुड़ने से बचने के लिए अद्वितीय होना होगा)। फिर छेद को एक अलग बहुभुज के रूप में परिभाषित करने के लिए एक पतवार बनाई जाएगी। आप एक ही समय में नदियों और छिद्रों का निर्माण कर सकते हैं। फिर परत को कॉपी करें और केवल छेद वाले बहुभुज दिखाने के लिए एक परिभाषा क्वेरी के साथ प्रतिलिपि असाइन करें। फिर उन छेदों का उपयोग करें क्योंकि पूरी परत के खिलाफ इरेज़ विशेषताएं हैं।
रिचर्ड फेयरहर्स्ट
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