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画像データの高速な解析処理ツール「ラスター関数」

 

ArcGIS では画像データ(以下、ラスター)を解析するツールとして、主にジオプロセシング ツールを使用する方法と、ラスター関数を使用する方法があります。ここでは、高速なラスター解析が得意なラスター関数についてご紹介します。

ラスター関数とは?

ラスター関数とは、オンザフライ処理ですばやく簡単にラスター解析を実行できる関数のことです。メモリ上で処理を行うため、中間データを作らないので、ジオプロセシング ツールに比べて大容量のデータと高速な処理が可能です。
ラスター関数の一覧に関しては、ラスター関数のリストをご参照ください。
※ラスター関数は、ArcGIS Desktop Basic ライセンスからご利用いただけますが、一部の関数では Spatial Analyst のライセンスが必要になります。

ラスター関数適用の流れ

ラスター関数の使い方

ラスター関数は、対象のデータに対してラスター関数を適用することで実行できます。

① [画像] タブの [ラスター関数] をクリックすると、使用可能な関数の一覧が [ラスター関数] ウィンドウに表示されます。

ラスター関数使い方1

② [ラスター関数] ウィンドウから任意の関数をクリックします。パラメーターを設定して、新しいレイヤーを作成します。
下図の例では、標高データに対して [傾斜方向] ラスター関数を適用しています。

ラスター関数使い方2

関数エディターとは?

ArcGIS では、複数のラスター関数を組み合わせて一連のフローを一つの処理ロジックである「テンプレート」としてまとめることができます。このテンプレートを作成する機能が関数エディターです。

関数エディターでのテンプレート作成方法

テンプレートは、[関数エディター] ウィンドウを開いて、データや関数を追加していくことで作成可能です。

① [画像] タブの [関数エディター] をクリックすると、[関数エディター] ウィンドウが開きます。

テンプレート作成方法1

② [コンテンツ] ウィンドウからデータを、 [ラスター関数] ウィンドウからラスター関数を [関数エディター] ウィンドウに追加し、処理順に繋げ、複数の処理を組み合わせたテンプレートを作成します。
例えば以下の図では、Landsat 8 の衛星画像からバンド演算と算術演算の Ln 関数を組み合わせて地表面温度を計算しています。
※地表面温度の計算方法につきましては、「ArcGIS で Landsat 画像を地表面温度画像に変換しよう!」をご参照ください。

テンプレート作成方法2

[関数エディター] ウィンドウの [保存] ボタンでテンプレートを保存すると、今後再利用したり、他のデータにも使用したりできます。本例の地表面温度の計算方法は少々複雑ですが、一度作成してしまえば、複数年の同時期のデータに対して同様の処理を 1 ボタンで実行し、同じ結果を得ることができます。

衛星画像に、地表面温度関数テンプレートを適用した結果
Landsat 8 の衛星画像に、地表面温度関数テンプレートを適用した結果

結果のエクスポート

出力されたレイヤーは仮想レイヤーなので、データとして残したい場合はジオデータベースやファイルに出力する必要があります。出力は [コンテンツ] ウィンドウでレイヤーを選択し、[データ] タブの [ラスターのエクスポート] をクリックし、ツールを実行します。

下図では、[地表面温度関数] ラスター関数を適用した結果のレイヤーを TIFF 形式ファイルにエクスポートしています。

TIFF 形式ファイルにエクスポート

ラスター関数の活用例

これらのラスター関数を用いたいくつかの活用例をご紹介します。

地形データの利用例

標高データから複数の水文解析ラスター関数を使用して、累積流量を計算

ラスター関数の活用例1

衛星画像の利用例

2 時期の衛星画像のバンド情報から [NDVI] 関数でそれぞれ NDVI 指数を計算し、[Minus] 関数で二時期の差分を抽出して変化を確認
※ NDVI(正規化植生指数): 植生の活性度をはかる指標

ラスター関数の活用例2

合成開口レーダーの例用例

ALOS-2 の高分解能 3m HH 偏波のサンプル プロダクト (校正済み) データに対して、[スペックル除去] 関数を使用してノイズを除去させ見やすいデータを生成
本処理に関しての詳細は、「ArcGIS Pro 版 ALOS の VRT 作成ツールを公開しました!」をご参照ください。

ラスター関数の活用例3

本稿では、いくつかのラスター関数を用いて、大容量のラスターデータの高速な解析や処理ロジックの構築について一例を紹介しました。ぜひ業務でもラスター関数をご活用ください。

関連業種

掲載種別

  • 活用法

掲載日

  • 2018年8月30日

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