Alat model gravitasi / Huff

Saya mencari cara untuk mensimulasikan model gravitasi menggunakan lapisan berbasis titik.

Semua poin saya diberi nilai z dan semakin tinggi nilai ini, semakin besar "lingkup pengaruh" mereka. Pengaruh ini berbanding terbalik dengan jarak ke pusat.

Ini adalah model khas Huff, setiap titik adalah maksimum lokal dan lembah di antara mereka menunjukkan batas zona pengaruh di antara mereka.

Saya mencoba beberapa algoritma dari Arcgis (IDW, alokasi biaya, interpolasi polinomial) dan QGIS (plugin heatmap), tetapi saya tidak menemukan apa pun yang dapat membantu saya. Saya juga menemukan utas ini , tetapi tidak terlalu membantu bagi saya.

Sebagai alternatif, saya juga bisa puas dengan cara menghasilkan diagram Voronoi jika ada cara untuk mempengaruhi ukuran setiap sel dengan nilai-z dari titik yang sesuai.

— Damien
sumber

Inilah sedikit fungsi python QGIS yang mengimplementasikan ini. Ini membutuhkan plugin rasterlang (repositori harus ditambahkan ke QGIS secara manual).

Ia mengharapkan tiga parameter wajib: Lapisan poin, lapisan raster (untuk menentukan ukuran dan resolusi output), dan nama file untuk lapisan output. Anda juga dapat memberikan argumen opsional untuk menentukan eksponen fungsi peluruhan jarak.

Bobot untuk poin harus di kolom atribut pertama dari layer poin.

Raster yang dihasilkan secara otomatis ditambahkan ke kanvas.

Berikut ini contoh cara menjalankan skrip. Poin memiliki bobot antara 20 dan 90, dan grid berukuran 60 kali 50 unit peta.

points = qgis.utils.iface.mapCanvas().layer(0)
raster = qgis.utils.iface.mapCanvas().layer(1)
huff(points,raster,"output.tiff",2)

from rasterlang.layers import layerAsArray
from rasterlang.layers import writeGeoTiff
import numpy as np

def huff(points, raster, outputfile, decay=1):
    if points.type() != QgsMapLayer.VectorLayer:
        print "Error: First argument is not a vector layer (but it has to be)"
        return
    if raster.type() != QgsMapLayer.RasterLayer:
        print "Error: Second argument is not a raster layer (but it has to be)"
        return
    b = layerAsArray(raster)
    e = raster.extent()
    provider = points.dataProvider()
    extent = [e.xMinimum(),e.yMinimum(),e.xMaximum(),e.yMaximum()]
    xcols = np.size(layerAsArray(raster),1)
    ycols = np.size(layerAsArray(raster),0)
    xvec = np.linspace(extent[0], extent[2], xcols, endpoint=False)
    xvec = xvec + (xvec[1]-xvec[0])/2
    yvec = np.linspace(extent[3], extent[1], ycols, endpoint=False)
    yvec = yvec + (yvec[1]-yvec[0])/2
    coordArray = np.meshgrid(xvec,yvec)
    gravity = b
    point = QgsFeature()
    provider.select( provider.attributeIndexes() )
    while provider.nextFeature(point):
      coord = point.geometry().asPoint()
      weight = point.attributeMap()[0].toFloat()[0]
      curGravity = weight * ( (coordArray[0]-coord[0])**2 + (coordArray[1]-coord[1])**2)**(-decay/2)
      gravity = np.dstack((gravity, curGravity))
    gravitySum = np.sum(gravity,2)
    huff = np.max(gravity,2)/gravitySum
    np.shape(huff) 
    writeGeoTiff(huff,extent,outputfile)
    rlayer = QgsRasterLayer(outputfile)
    QgsMapLayerRegistry.instance().addMapLayer(rlayer)

— Jake
sumber

(+1) Pendekatannya terlihat bagus. Tetapi mengapa Anda mengambil akar kuadrat dan kemudian kuadratkan kembali dalam komputasi curGravity? Itu buang-buang waktu komputasi. Kumpulan perhitungan lain yang terbuang melibatkan normalisasi semua grid "gravitasi" sebelum menemukan max: sebagai gantinya, temukan maxnya dan normalkan dengan jumlah.

— Whuber

Bukankah itu memenuhi seluruh fraksi?

— lynxlynxlynx

Jake, Anda masih tidak pernah membutuhkan root kuadrat: lupakan saja semuanya dan gunakan setengah eksponen yang dimaksud. Dengan kata lain, jika z adalah jumlah kuadrat dari perbedaan koordinat, alih-alih menghitung (sqrt (z)) ^ p, yang merupakan dua operasi yang cukup mahal, hitung saja z ^ (p / 2), yang (karena p / 2 adalah nomor yang dikomputasi ) hanya satu operasi raster - dan mengarah ke kode yang lebih jelas juga. Gagasan ini muncul ketika Anda menerapkan model gravitasi seperti yang awalnya dimaksudkan: untuk waktu perjalanan. Tidak ada lagi rumus akar kuadrat, jadi Anda meningkatkan waktu tempuh ke -p / 2 power.

— whuber

Terima kasih banyak, ini seperti yang saya butuhkan. Hanya masalah, saya tidak begitu terbiasa dengan python dan saya tidak pernah menggunakan ekstensi Rasterlang. Saya menginstalnya pada versi QGIS saya, tetapi saya terjebak dengan "kesalahan sintaks". Apakah fungsi Anda sudah diterapkan di ekstensi rasterlang? Jika tidak, bagaimana saya melakukannya? Terima kasih atas bantuannya! http://i.imgur.com/NhiAe9p.png

— Damien

@ Jake: Ok, saya pikir saya mulai memahami cara kerja konsol. Saya lakukan seperti yang Anda katakan dan kode itu tampaknya dipahami dengan benar. Sekarang saya memiliki kesalahan lain yang berhubungan dengan paket python "shape_base.py". Apakah instalasi QGIS saya kekurangan beberapa fitur? http://i.imgur.com/TT0i2Cl.png

— Damien