Altıgen örnekleme poligonlarının faydaları nelerdir?

Çalışma alanlarını (genellikle raster veri kümeleri şeklinde) daha küçük birimlere ayırmak veya bölmek için her zaman yararlı yöntemler ararım. Son zamanlarda, örnekleme altıgenleri oluşturmak için yeni bir araç hakkında bir ESRI blog yazısı okudum . Her ne kadar altıgenler göz alıcı olsa da, ilk düşüncem onların daha karmaşık oldukları ve örneğin aynı hedeflere ulaşabilecek bir balık ağı ızgarasından daha fazla köşe taşıdıklarıdır. Çalışma alanı örneklemesi veya raster veri kümelerini bölme için dikdörtgen ızgaralar üzerinde altıgen ızgaralarla çalışmanın yararları nelerdir?

Altıgenlerle olan fikir, örnekleme yanlılığını, yüksek çevre ile ilgili olan ızgara şeklinin kenar etkilerinden azaltmaktır: alan oranları. Bir daire en düşük orandır, ancak sürekli bir ızgara oluşturamaz ve altıgenler hala bir ızgara oluşturabilecek bir daireye en yakın şekildir.
Ayrıca, daha geniş bir alanda çalışıyorsanız, kare bir ızgara altıgen gibi şekillerden çok eğriliğe bağlı bozulmalara daha fazla maruz kalır.

Ekolojik / peyzaj analizi için altıgen ızgara oluşturmak ve kullanmak için çeşitli araçlar ve uzantılar vardır, Patch analisti (Rempel ve diğerleri, 2003) iyi bir örnektir, ki bu aynı zamanda geniş bir peyzaj metrik ölçüm kapasitesi sağlar. Şimdi Mekansal Modelleme Ortamı olarak yeniden tasarlanan eski Hawth'ın Araçları, yinelenen ızgaralar da dahil olmak üzere, arkgis işlevselliğindeki boşlukları doldurmak için geliştirilen çok çeşitli araçlara sahiptir. Bu tür bir şey için, genellikle ihtiyaç duyan araştırmacılar tarafından bir dizi üçüncü taraf eklentisi yapılmıştır, bu nedenle sık sık her yeni GIS sürümü yayınlandıktan sonra ürünlerini yeniden oluşturacak kaynaklara sahip olmazlar. uygun bir şey yok

Bu makale (Birch, 2007) , ekolojik uygulamalar için dikdörtgen ve altıgen ızgaraların kapsamlı bir karşılaştırmasını sunmaktadır; bağlantı, en yakın mahalle veya hareket yolları analizde dikkate alınması gereken önemli hususlar olduğunda altıgen ızgaraların nasıl tercih edildiğini göstermektedir.

Özellikle vahşi yaşam veya habitat modellemesi yaparken gördüğüm faydalardan biri de altıgenlerin verilerdeki kalıpların (örneğin bir alanın kenarı veya başka bir yama) karelerden daha kolay görülmesine izin vermesidir.

Bir futbol topu da düşünün, her zaman altıgen olmamakla birlikte, bu geometrik şekiller kavisli bir yüzeye oldukça hoş bir şekilde uyar.

Resminizde, daha küçük altıgenler oluşturmayı deneyin; bunlar çokgenin gerçek şekline yaklaştı. Ardından aynı bölge üzerinde, benzer genişlik veya yüksekliğe sahip dikdörtgen / kare bir ızgara hesaplamayı deneyin; farkı görebilirsiniz.

Altıgen, bir düzlemi (boşluklar veya örtüşme olmadan) doldurabilecek en karmaşık normal çokgendir.

İki avantaj görebiliyorum:

• Şekil olarak kareye göre bir daireye daha yakın olduğundan, oryantasyon yanlılığından (altıgenlerle alt anizotropi) daha az acı çekersiniz ve daha kompakt olur (alt şekil indeksi: çevre ² / alan). Bu nedenle daha doğru örnekleme sağlar.

• "Temasın uzunluğu" her iki tarafta aynıdır (bir kare ile komşular köşelerde dört kare içerir). EDIT: @Jason tarafından belirtildiği gibi, sentroidler arasındaki mesafe de altı yönde aynıdır. Aksine, kare hücrelerin köşesindeki komşulara olan uzaklık bir faktör sqrt (2) ile çarpılır.

İki dezavantaj da var:

• (köşeleri hesaba katarsanız) kareyle birlikte sekiz yerine altı komşu komşu vardır. Bu, bağlantı analizinin kesinliğini azaltır.

• en önemlisi, altıgenleri örneklemenizi altıgenle yükseltmek veya küçültmek için alt bölümleri bölemezsiniz (kare ile, toplamak veya yeni karelere bölmek kolaydır). Dolayısıyla kare, hiyerarşik analiz için daha iyidir.

Senin durumunda, başka bir sakınca var çünkü bir raster bölmek istiyorsun. Gerçekten de, raster hücreler raster kapsamı gibi kare tabanlıdır. Bu nedenle, altıgen kullanarak bir raster bölmeyi denerseniz, kısmen dahil piksellerden kaçınmak mümkün olmayacaktır. Bu nedenle, verilerinizin kalitesini etkileyecek bir çeşit yeniden örnekleme stratejisine güveneceksiniz. Ayrıca, altıgen tabanlı herhangi bir kırpılmış raster NoData piksel oranı ile sonuçlanacaktır.

Izgara karelerinin kilit bir dezavantajı, örnekleme oranının diyagonal vektörler boyunca dört tarafınkine göre daha düşük olmasıdır (Jasons yukarıda).

Verilerinize düzenli bir doğrusal kalıba sahipseniz, kılavuzun yönlendirmesi her bağlamın etkin örnekleme oranını etkiler.

Örneğin, bir dizi sırt ve vadi varsa, ızgarayı bunlar boyunca yönlendirmek yalnızca vadi veya tepeleri ve dolayısıyla bulunacak bitki örtüsü veya faunayı örnekleyebilir. Vadilere göre başka bir açı, bölge üzerinde yüksek ve düşük arasında değişen bir örnekleme oranı verecektir. Bir suda yaşayan bu tür sorunlu bir vektöre güzel bir örnek gelgit aralığı, deniz derinliği, denizaltı gibi yerler olabilir.

Açıkçası, etki, örnekleme çözünürlüğü seçimi ile hafifletilebilir ya da daha da azaltılabilir, ancak ideal olarak, örnekleme oranının varyans oranı, uzayda sabit olmalıdır. Bir daireye daha yakın olan altıgenlerin yanlışlıkla bu gibi örnekleme hızı yanlılığına neden olma olasılığı daha düşüktür.

Bir iklim değişikliği araştırmacısı olarak, altıgen ızgara sistemindeki en büyük katılımım temel olarak iki avantajdır:

1. Dünya Bilim modellemesi için çok önemli olan bağlantıyı düzgün bir şekilde temsil eder. Örneğin, okyanus akımı modeli genellikle karmaşık ODE / PDE denklemlerini çözmek için altıgen ızgara kullanır.
2. Düzgün bir küreyi kapatabilir. Gelenek enlem / boylam tabanlı ızgara sistemi, farklı yerlerde önemli uzamsal bozulmalara neden olacaktır. Bir DGGS kullanmak bu sorunu mükemmel şekilde çözebilir.

Teşekkür ederim.