Paramètres de surface (Analyse raster)

Synthèse

Détermine les paramètres d’un raster de surface tels que l’exposition, la pente et plusieurs types de courbures à l’aide de méthodes géodésiques.

Les calculs sont effectués cellule après cellule en ajustant une surface locale autour d’une cellule cible.

Utilisation

• Cet outil de portail d'analyse raster est disponible si vous êtes connecté à un portail ArcGIS Enterprise où ArcGIS Image Server est configuré pour l'Analyse raster. Si cet outil est exécuté, ArcGIS Pro est utilisé comme client et le traitement est effectué sur les serveurs fédérés avec ArcGIS Enterprise. Cet outil du portail prend en charge les couches de votre portail en entrée et crée la sortie dans le portail.

  La couche raster en entrée prend en charge les éléments suivants : couche du portail, URI ou URL d’un service d’imagerie ou sortie de l’outil Créer une couche de serveur d’imagerie. La couche d’entités en entrée peut être une couche du portail, ou une URI ou une URL d’un service d’entités. Cet outil ne prend pas en charge les données raster ou les couches locales. Bien que vous ayez la possibilité d’utiliser des données d’entité et des couches locales en entrée dans cet outil du portail, il est recommandé d’utiliser les couches de votre portail en entrée.

• Lorsque l’option Pente est spécifiée pour Type de paramètre, la sortie représente le taux de changement d’élévation pour chaque cellule du modèle numérique d’élévation (MNE). C’est la première dérivée d’un MNE. La plage des valeurs issues de la pente en sortie dépend du type des unités de mesure.

• Lorsque l’option Exposition est spécifiée pour Type de paramètre, la sortie identifie la direction de la boussole à laquelle fait face la pente descendante pour chaque localisation. L’option est exprimée en degrés positifs compris entre 0 et 360, mesurés dans le sens horaire, à partir du nord.

• La courbure permet de décrire la forme d’une surface. Dans le cadre des sciences de la Terre, elle aide à expliquer les effets de la gravité, de l’érosion et d’autres forces sur la surface, et avec d’autres paramètres de surface, à identifier et classer les reliefs. Les options de courbure pour Type de paramètre sont décrites comme suit :

  • Courbure moyenne : la courbure globale de la surface. Elle est calculée comme la moyenne de la courbure minimale et la courbure maximale. Lorsque cette option est spécifiée, la sortie équivaut à la moyenne d’une courbure longitudinale (ligne de pente normale) et tangentielle (isoligne normale). Son signe, positif ou négatif, n’est pas un indicateur définitif hormis pour les valeurs extrêmes. Les valeurs positives élevées indiquent des zones de dénudation maximale et les valeurs négatives élevées des zones d’accumulation maximale (Minár et al., 2020).
  • Courbure (isoligne normale) tangentielle : courbure normale géométrique perpendiculaire à la pente, tangente à l’isoligne. Les valeurs positives élevées indiquent les zones de divergence de l’écoulement sur la surface. Les valeurs négatives tangentielles indiquent les zones de convergence de l’écoulement sur la surface. Une courbure (d’isoligne normale) tangentielle positive indique que la surface est convexe par rapport à cette cellule perpendiculaire à la direction de la pente. Une courbure négative indique que la surface est concave par rapport à cette cellule dans la direction perpendiculaire à la pente. Une valeur nulle signifie que cette surface est plane.
  • Courbure (ligne de pente normale) longitudinale : courbure normale géométrique le long de la pente. Les valeurs positives élevées indiquent les zones d’accélération de l’écoulement sur la surface et l’érosion. Les valeurs négatives élevées indiquent les zones de décélération de l’écoulement sur la surface et les dépôts. Une courbure longitudinale (ligne de pente normale) positive indique que la surface est convexe par rapport à cette cellule dans la direction de la pente. Une courbure négative indique que la surface est concave par rapport à cette cellule dans cette même direction. Une valeur nulle signifie que cette surface est plane.
  • Courbure (isoligne projetée) transversale : courbure le long des isolignes.
  • Torsion géodésique d’isoligne : vitesse de variation de l’angle de pente le long des isolignes.
  • Courbure gaussienne : courbure générale d’une surface. Il est calculé comme le produit de la courbure minimale et de la courbure maximale, et peut prendre des valeurs négatives et positives. Les valeurs positives indiquent que la surface est convexe au niveau de cette cellule, des valeurs négatives indiquant que la surface est concave. Une valeur nulle signifie que cette surface est plane.
  • Courbure de Casorati : courbure générale de la surface. Elle peut être nulle ou toujours positive. Des valeurs positives élevées indiquent des zones de pliure nette dans plusieurs directions.

  Les unités de tous les types de courbure en sortie sont la réciproque (le carré de la réciproque pour Courbure gaussienne) des unités x,y du paramètre d’environnement Système de coordonnées en sortie.

• L’option Quadratique ( de Type de surface locale ne s’ajuste pas exactement aux cellules du voisinage. Il s’agit de l’option par défaut. Elle est recommandée pour la plupart des applications et des données.

  • La surface quadratique minimise l’effet des données de surface comportant du bruit comme la surface lidar haute résolution, ce qui est particulièrement important lors du calcul de la courbure.
  • Utilisez la surface quadratique si vous spécifiez une taille de voisinage supérieure à la taille de cellule et si vous utilisez l’option de voisinage adaptatif.

• L’option Biquadratique de Type de surface locale ajuste exactement les données des cellules du voisinage.

  • Cette option convient à une surface en entrée très précise.
  • Si la distance du voisinage est supérieure à la taille de cellule raster en entrée, les avantages en termes de précision du type de surface biquadratique sont perdus. Conservez la distance du voisinage définie par défaut (égale à la taille de cellule).

• Le paramètre Distance du voisinage détermine la taille du voisinage et calcule le paramètre de surface sur cette distance à partir du centre de la cellule cible.

  • Elle ne peut pas être inférieure à la taille de cellule raster en entrée.
  • Une plus faible distance de voisinage capture davantage de variabilité locale dans le paysage, telle que les caractéristiques d’entités de paysage plus petites. Avec des données d’élévation haute résolution, des distances plus importantes sont plus appropriées.

• Lorsque le paramètre Utiliser le voisinage adaptatif est activé (useAdaptiveNeighborhood = "ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD" dans Python), la distance de voisinage change en fonction de la variabilité du terrain. La distance de voisinage diminue en cas de forte variabilité dans la fenêtre de calcul.

• Spécifier la valeur pour Unité Z permet de s’assurer de la conformité du calcul de la pente en sortie.

  Si une unité z est disponible dans le système de coordonnées verticales du raster en entrée, elle est automatiquement appliquée. Il est recommandé de définir une unité z pour le raster en entrée s’il n’en existe pas. Vous pouvez utiliser l’outil Définir une projection pour spécifier une unité z. Si vous n'en définissez pas, le mètre est utilisé par défaut.

• La plage des valeurs issues de la pente en sortie dépend de la valeur du paramètre Mesure de pente en sortie :

  • Degrés : la plage des valeurs de pente s’étend de 0 à 90.
  • Pourcentage d’élévation : la plage s’étend de 0 à l’infini. Une surface plane est à 0 % et une surface à 45 degrés est à 100 %. Plus la surface est verticale, plus le pourcentage d'élévation grandit.

• Si le paramètre Projeter les azimuts géodésiques est activé (projectGeodesicAzimuths = "PROJECT_GEODESIC_AZIMUTHS" dans Python), les énoncés suivants sont vrais :

  • Le nord est toujours représenté par 360 degrés.
  • Les azimuts seront projetés de façon à corriger la distorsion provoquée par une valeur du système d’environnement Système de coordonnées en sortie non conforme. Ces angles peuvent être utilisés pour localiser précisément les points le long de la pente descendante la plus raide.

• Si le paramètre Utiliser l’aspect équatorial est activé (useEquatorialAspect = "EQUATORIAL_ASPECT" dans Python), l’exposition sera mesurée à partir d’un point placé sur l’équateur pour corriger la déformation oblique de la direction à l’approche des pôles. Ce paramètre garantit que les axes nord-sud et est-ouest sont perpendiculaires les uns par rapport aux autres.

  Activez le paramètre Utiliser l’aspect équatorial si votre terrain est proche du pôle Nord ou Sud.

Paramètres

Boîte de dialogue

Étiquette	Explication	Type de données
Raster de surface en entrée	Raster de surface en entrée. Il peut être de type entier ou à virgule flottante.	Raster Layer; Image Service; String
Nom du raster en sortie	Nom du service raster en sortie.	String
Type de paramètre (Facultatif)	Spécifie le type de paramètre de surface en sortie à calculer. Pente—Taux de variation de l’élévation à calculer. Il s’agit de l’option par défaut. Exposition—Direction de pente descendante du taux de variation maximal pour chaque cellule à calculer. Courbure moyenne—La courbure globale de la surface est mesurée. Elle est calculée comme la moyenne de la courbure minimale et la courbure maximale. Cette courbure décrit la convexité ou la concavité intrinsèque de la surface, indépendamment de l’influence de la direction ou de la gravité. Courbure (d’isoligne normale) tangentielle—La courbure normale géométrique perpendiculaire à la pente, tangente à l’isoligne est mesurée. Cette courbure est généralement appliquée pour caractériser la convergence ou la divergence de l’écoulement sur la surface. Courbure (de ligne de pente normale) longitudinale—La courbure normale géométrique le long de la pente est mesurée. Cette courbure est généralement appliquée pour caractériser l’accélération et la décélération de l’écoulement sur la surface. Courbure (d’isoligne projetée) transversale—La courbure le long des isolignes est mesurée. Torsion géodésique d’isoligne—Le taux de variation de l’angle de pente le long des isolignes est mesuré. Courbure gaussienne—La courbure globale de la surface est mesurée. Elle est calculée comme le produit des courbures maximale et minimale. Courbure de Casorati—La courbure générale de la surface est mesurée. Elle peut être égale à zéro ou à un autre nombre positif quelconque.	String
Type de surface locale (Facultatif)	Spécifie le type de fonction de surface ajustée autour de la cellule cible. Quadratique—Une fonction de surface quadratique est ajustée aux cellules du voisinage. Il s’agit de l’option par défaut. Biquadratique—Une fonction de surface biquadratique est ajustée aux cellules du voisinage.	String
Distance de voisinage (Facultatif)	La sortie sera calculée sur cette distance à partir du centre de la cellule cible. Elle détermine la taille du voisinage. La valeur par défaut est la taille de cellule du raster en entrée, soit un voisinage de 3 par 3.	Linear Unit
Utiliser le voisinage adaptatif (Facultatif)	Spécifie si la distance de voisinage varie selon les changements (variations) du paysage. La distance maximale est déterminée par la distance du voisinage. La distance minimale est égale à la taille de cellule raster en entrée. Désactivé : une distance de voisinage unique (fixe) sera utilisée en tout emplacement. Il s’agit de l’option par défaut. Activé : une distance de voisinage adaptative sera utilisée en tout emplacement.	Boolean
Unité Z (Facultatif)	Spécifie l’unité linéaire utilisée pour des valeurs z verticales. Elle est définie par un système de coordonnées verticales s'il en existe un. En l’absence d’un système de coordonnées verticales, définissez l’unité z à partir de la liste d’unités pour garantir un calcul géodésique correct. L’unité par défaut est le mètre. Pouce—L’unité linéaire est spécifiée en pouces. Pied—L’unité linéaire est spécifiée en pieds. Yard—L’unité linéaire est spécifiée en yards. Mile US—L’unité linéaire est spécifiée en miles. Mille nautique—L’unité linéaire est spécifiée en milles nautiques. Millimètre—L’unité linéaire est spécifiée en millimètres. Centimètre—L’unité linéaire est spécifiée en centimètres. Mètre—L’unité linéaire est spécifiée en mètres. Kilomètre—L’unité linéaire est spécifiée en kilomètres. Décimètre—L’unité linéaire est spécifiée en décimètres.	String
Mesure de pente en sortie (Facultatif)	Unités de mesure (degrés ou pourcentages) qui seront utilisées pour le raster de pente en sortie. Ce paramètre n’est actif que si Type de paramètre est défini sur Pente. Degré—L'inclinaison de la pente est calculée en degrés. Pourcentage d'élévation—L'inclinaison de la pente est calculée en pourcentage d'élévation, également désigné sous le nom de pourcentage de pente.	String
Projeter des azimuts géodésiques (Facultatif)	Spécifie si les azimuts géodésiques sont projetés pour corriger la distorsion d’angle due à la référence spatiale en sortie. Désactivé : les azimuts géodésiques ne sont pas projetés. Il s’agit de l’option par défaut. Activé : les azimuts géodésiques sont projetés.	Boolean
Utiliser l’aspect équatorial (Facultatif)	Spécifie si l’exposition est mesurée à partir d’un point sur l’équateur ou à partir du pôle Nord. Désactivé : l’exposition est mesurée à partir du pôle Nord. Il s’agit de l’option par défaut. Activé : l’exposition est mesurée à partir d’un point sur l’équateur.	Boolean

Sortie obtenue

Étiquette	Explication	Type de données
Raster en sortie	Raster du paramètre de surface en sortie.	Raster Layer

Python

arcpy.ra.SurfaceParameters(inputSurfaceRaster, outputRasterName, {parameterType}, {localSurfaceType}, {neighborhoodDistance}, {useAdaptiveNeighborhood}, {zUnit}, {outputSlopeMeasurement}, {projectGeodesicAzimuths}, {useEquatorialAspect})

Nom	Explication	Type de données
inputSurfaceRaster	Raster de surface en entrée. Il peut être de type entier ou à virgule flottante.	Raster Layer; Image Service; String
outputRasterName	Nom du service raster en sortie.	String
parameterType (Facultatif)	Spécifie le type de paramètre de surface en sortie à calculer. SLOPE—Taux de variation de l’élévation à calculer. Il s’agit de l’option par défaut. ASPECT—Direction de pente descendante du taux de variation maximal pour chaque cellule à calculer. MEAN_CURVATURE—La courbure globale de la surface est mesurée. Elle est calculée comme la moyenne de la courbure minimale et la courbure maximale. Cette courbure décrit la convexité ou la concavité intrinsèque de la surface, indépendamment de l’influence de la direction ou de la gravité. TANGENTIAL_CURVATURE—La courbure normale géométrique perpendiculaire à la pente, tangente à l’isoligne est mesurée. Cette courbure est généralement appliquée pour caractériser la convergence ou la divergence de l’écoulement sur la surface. PROFILE_CURVATURE—La courbure normale géométrique le long de la pente est mesurée. Cette courbure est généralement appliquée pour caractériser l’accélération et la décélération de l’écoulement sur la surface. CONTOUR_CURVATURE—La courbure le long des isolignes est mesurée. CONTOUR_GEODESIC_TORSION—Le taux de variation de l’angle de pente le long des isolignes est mesuré. GAUSSIAN_CURVATURE—La courbure globale de la surface est mesurée. Elle est calculée comme le produit des courbures maximale et minimale. CASORATI_CURVATURE—La courbure générale de la surface est mesurée. Elle peut être égale à zéro ou à un autre nombre positif quelconque.	String
localSurfaceType (Facultatif)	Spécifie le type de fonction de surface ajustée autour de la cellule cible. QUADRATIC—Une fonction de surface quadratique est ajustée aux cellules du voisinage. Il s’agit de l’option par défaut. BIQUADRATIC—Une fonction de surface biquadratique est ajustée aux cellules du voisinage.	String
neighborhoodDistance (Facultatif)	La sortie sera calculée sur cette distance à partir du centre de la cellule cible. Elle détermine la taille du voisinage. La valeur par défaut est la taille de cellule du raster en entrée, soit un voisinage de 3 par 3.	Linear Unit
useAdaptiveNeighborhood (Facultatif)	Spécifie si la distance de voisinage varie selon les changements (variations) du paysage. La distance maximale est déterminée par la distance du voisinage. La distance minimale est égale à la taille de cellule raster en entrée. FIXED_NEIGHBORHOOD—Une distance du voisinage unique (fixe) est utilisée au niveau de tous les emplacements. Il s’agit de l’option par défaut. ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD—Une distance du voisinage adaptative est utilisée au niveau de tous les emplacements.	Boolean
zUnit (Facultatif)	Spécifie l’unité linéaire utilisée pour des valeurs z verticales. Elle est définie par un système de coordonnées verticales s'il en existe un. En l’absence d’un système de coordonnées verticales, définissez l’unité z à partir de la liste d’unités pour garantir un calcul géodésique correct. L’unité par défaut est le mètre. INCH—L’unité linéaire est spécifiée en pouces. FOOT—L’unité linéaire est spécifiée en pieds. YARD—L’unité linéaire est spécifiée en yards. MILE_US—L’unité linéaire est spécifiée en miles. NAUTICAL_MILE—L’unité linéaire est spécifiée en milles nautiques. MILLIMETER—L’unité linéaire est spécifiée en millimètres. CENTIMETER—L’unité linéaire est spécifiée en centimètres. METER—L’unité linéaire est spécifiée en mètres. KILOMETER—L’unité linéaire est spécifiée en kilomètres. DECIMETER—L’unité linéaire est spécifiée en décimètres.	String
outputSlopeMeasurement (Facultatif)	Unités de mesure (degrés ou pourcentages) qui seront utilisées pour le raster de pente en sortie. Ce paramètre n’est disponible que si parameterType = "SLOPE". DEGREE—L'inclinaison de la pente est calculée en degrés. PERCENT_RISE—L'inclinaison de la pente est calculée en pourcentage d'élévation, également désigné sous le nom de pourcentage de pente.	String
projectGeodesicAzimuths (Facultatif)	Spécifie si les azimuts géodésiques sont projetés pour corriger la distorsion d’angle due à la référence spatiale en sortie. GEODESIC_AZIMUTHS—Les azimuts géodésiques ne sont pas projetés. Il s’agit de l’option par défaut. PROJECT_GEODESIC_AZIMUTHS—Les azimuts géodésiques sont projetés.	Boolean
useEquatorialAspect (Facultatif)	Spécifie si l’exposition est mesurée à partir d’un point sur l’équateur ou à partir du pôle Nord. NORTH_POLE_ASPECT—L’aspect est mesuré à partir du pôle Nord. Il s’agit de l’option par défaut. EQUATORIAL_ASPECT—L’aspect est mesuré à partir d’un point placé sur l’équateur.	Boolean

Sortie obtenue

Nom	Explication	Type de données
outputRaster	Raster du paramètre de surface en sortie.	Raster Layer

Exemple de code

Exemple 1 d’utilisation de l’outil SurfaceParameters (fenêtre Python)

Cet exemple calcule la pente en degrés avec une fenêtre de voisinage fixe de 3 sur 3 et la sortie est enregistrée en tant que couche de service d’imagerie, étant donnée une surface en entrée.

import arcpy

arcpy.SurfaceParameters_ra(
    "https://myserver/rest/services/elevation/ImageServer", 
    "out_surfaceparameters", "SLOPE", "QUADRATIC", 
    "", "FIXED_NEIGHBORHOOD", "", "DEGREE", "", "")

Exemple 2 d’utilisation de l’outil SurfaceParameters (script autonome)

Cet exemple crée un service d'imagerie de courbure tangentielle à l'aide d’une fenêtre de voisinage adaptative, étant donnée une surface en entrée.

#---------------------------------------------------------------------------
# Name: SurfaceParameters_standalone.py
# Description: Calculates tangential curvature using 
#              an adaptive neighborhood from an input surface. 
#
# Requirements: ArcGIS Image Server

# Import system modules
import arcpy

# Set local variables

inputSurface = "https://myserver/rest/services/elevation/ImageServer"
outName = "outsurfp1"
parameterType = "TANGENTIAL_CURVATURE"
localSurfaceType = "QUADRATIC"
neighborhoodDistance = "2 Meters"
useAdaptiveNeighborhood = "ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD"
zUnit = "#"
outputSlopeMeasure = "#"
projectGeodesicAzimuth = "#"
useEquatorialAspect = "#"

# Execute Surface Parameters raster analysis tool

arcpy.SurfaceParameters_ra(inputSurface, 
                           outName, 
                           parameterType,
                           localSurfaceType, 
                           neighborhoodDistance,
                           useAdaptiveNeighborhood, 
                           zUnit,
                           outputSlopeMeasure,
                           projectGeodesicAzimuth,
                           useEquatorialAspect)

Environnements

Étendue, Taille de cellule, Masque, Système de coordonnées en sortie, Pyramide, Raster de capture

Informations de licence

• Basic: Nécessite ArcGIS Image Server
• Standard: Nécessite ArcGIS Image Server
• Advanced: Nécessite ArcGIS Image Server