添加数据
首先,您将查看感兴趣区域内车辆移动事件的虚构数据集。 首先,您将在 ArcGIS AllSource 中下载该数据并将其添加至工程。
注:
本教程中使用的所有数据都是虚构的,仅用于教学目的。
- 下载 Camp Lemonnier Intelligence Data。
随即将名为 Camp_Lemonnier_Intelligence.gdb 的压缩文件夹下载到您的计算机。 .gdb 扩展名意味着该文件夹包含一个地理数据库,此文件夹格式用于存储地理数据。
- 将压缩文件夹解压到可轻松记住的位置,例如 Documents 文件夹。
接下来,您将在 ArcGIS AllSource 中创建一个工程并将数据添加到其中。
- 启动 ArcGIS AllSource。 如果收到系统提示,请使用您获得许可的 ArcGIS 账户登录。
注:
有关 ArcGIS AllSource 的详细信息,请访问其产品页面。
启动 ArcGIS AllSource 后,您可以选择创建一个新工程或打开现有工程。 如果您之前创建了一个工程,您将看到一个最近工程列表。
- 在空白模板下,单击地图。
- 对于名称,输入 Classify Movement Events Project。 单击确定。
将创建该工程,其中包含此工作流的所有地图和数据。 由于您选择了 Map 模板,因此该工程将包含一个空白地图。
您将从已下载的地理数据库中添加有关车辆移动的数据。
- 单击功能区上的数据选项卡。 在添加组中,单击添加数据按钮。
随即显示添加数据窗口。 您可以从工程、您的门户 (ArcGIS Online) 或您的计算机添加数据。
- 在计算机下,浏览至已下载的已提取地理数据库的位置。 双击 Camp_Lemonnier_Intelligence.gdb。
该地理数据库包含 3 个要素数据集:Administrative_Data、Cell_Phone_Data 和 Vehicle_Data。 您想要追踪车辆行为,因此您将添加车辆数据集。
- 双击 Vehicle_Data。
一个要素数据集包含多个要素类。 要素类是可添加至地图的地理要素(例如点、线或面)的集合。 Vehicle_Data 要素数据集具有 11 个要素类,但是对于此分析,您将仅使用一个要素类,即 Vehicle_Data_All_Vehicle_Data。
- 单击 Vehicle_Data_All_Vehicle_Data 以将其选中。
- 单击确定。
随即将该要素类添加至地图。 地图将缩放至该数据的范围。
注:
您的图层颜色可能会与示例图像不同。
该图层包含大量集中在非洲吉布提共和国的吉布提市内及其周围的点(超过 100 万个)。 感兴趣区域中包括一个名为莱蒙尼尔军营的美国军事基地。
每个点表示车辆在某个时间点的位置。 多个点可能对应于在一天中移动的同一车辆。 通过打开图层的属性表,可以了解有关图层的详细信息。
- 在内容窗格中,右键单击 All Vehicle Data 并选择属性表。
属性表随即出现。 属性为与每个要素关联的文本或数值数据。 在属性表中,每行表示一个要素,而每列表示一个属性字段。
此表包含描述每个车辆记录的唯一 ID (OBJECTID)、形状、纬度、经度和速度的字段。 其中还包含一个 Date 字段,该字段具有捕获车辆位置的日期和时间,以及一个 Track ID (Text) 字段,包含每个车辆的唯一标识符。 由于此数据是虚构的,因此追踪 ID 不对应于任何现实世界的车辆。
在示例图像中,前七条记录均属于同一个车辆,标识为追踪 ID 0。 这些记录是在 2021 年 4 月 28 日午夜过后不久拍摄的,每条记录的拍摄时间间隔为 1 秒。 (第一条记录没有列出时间,表示此记录于 12:00:00 AM,即该日的第一分钟拍摄。)通过这些记录,您可以确定车辆在特定时间所在的位置及其速度。 通过比较属于同一车辆的多条记录,您可以追踪一段时间内的车辆移动模式。
- 关闭表。
因为有超过一百万条车辆记录,逐一查看需要大量时间。 您可以通过创建图表以了解与数据相关的更多信息。 您将创建直方图,以查看所有记录中车辆速度的分布情况。
- 在内容窗格中,右键单击 All Vehicle Data 图层,指向创建图表并选择直方图。
图表属性窗格和图表视图随即显示。 您将选择一个变量以绘制图表。
- 在图表属性窗格中,对于数量,选择 Speed。
图表视图中随即填充一个直方图,显示以千米/小时 (kph) 为单位的车速分布。
车辆最常见的行驶速度在 42 至 50 kph 和 84 至 101 kph 之间。 平均速度为 68 kph。 这种速度分布表明道路有两种类型:限速较低的边道和限速较高的高速公路。 行驶速度介于这两个高频速度聚类之间的车辆相对较少。
虽然此图表为您提供了车辆行为的概览,但通过空间分析,您可以获得更多见解。
- 关闭图表和图表属性窗格。
启用时间设置
要分类移动时间,您的图层必须已启用时间。 通过浏览属性表,您得知车辆数据具有时间字段。 可以使用此字段为图层启用时间设置。
- 在内容窗格中,双击 All Vehicle Data。
随即出现图层属性窗口。 在此窗口中,可以设置许多与图层相关的设置。 首先,您将设置图层是具有单个时间字段,还是具有开始和结束时间字段。 您的数据只有一个时间字段。
- 单击时间选项卡。
- 在使用时间过滤下,选择根据属性值过滤图层内容。
- 对于图层时间,选择每个要素具有单个时间字段,或确认其是否已被选择。
接下来,您将从属性字段列表中选择时间字段。
- 确认时间字段已设置为 Date。
注:
对于要用于启用时间设置的时间字段,该字段必须遵循某些规则。 如果您使用自己的数据执行此工作流,并且在启用时间设置时遇到问题,请尝试将时间字段转换为日期格式。
- 单击确定。
该图层随即启用时间功能。 地图顶部将显示一条时间线。 当指向该时间线时,它将显示数据的最早和最晚日期。
分类移动事件
您的数据已启用时间,现在即可分类移动事件,从而更好地理解区域中的交通模式。 通过分类移动事件,您可以识别车辆的转弯和加速位置。
- 在功能区上,单击分析选项卡。 在工具组的移动组中,单击分类移动事件。
将出现地理处理窗格。 窗格显示分类移动事件工具。 该工具需要多个参数。 首先,您将选择想要分析的输入数据集和数据集的唯一 ID 字段。
- 对于输入要素,选择 All Vehicle Data。 对于 ID 字段,选择 Track ID (Text)。
注:
要使 ID 字段有效,其必须使用文本数据类型,即使 ID 使用数字。 因此,车辆数据集具有两个 ID 字段,即 Track ID 和 Track ID (Text)。 第一个字段使用数值字段类型,而第二个字段使用文本字段类型。 要了解有关字段数据类型的详细信息,请参阅 ArcGIS 字段数据类型文档页面。
接下来,您将选择工具将创建的输出要素类的名称,此要素类中将包含分析结果。
- 对于输出要素类,删除文本然后输入 Vehicle_Movement_Events。
您可能想要填充多个附加参数,具体取决于您的分析工作流的要求。 以下所有参数均为可选参数。
- 曲率参数确定将移动事件分类为转弯事件所需的点数。 如果事件不满足点数,则将其分类为行驶事件。 要使用的最佳数量取决于测量对象的大小。 默认值 15 适用于车辆。 更大的对象应使用更大的值,因为这些车辆完成转弯耗时更长。
- 点数参数确定计算方位角差值时在给定点之前和之后评估的点数。 要使用的最佳数量取决于测量对象的速度。 测量行人和车辆的移动时,默认值 1 是合适的值。 对于速度较快的对象,例如航空器,应该使用值 5。
- 感兴趣区域参数使用面要素类确定将进行移动事件分类的特定区域。 如果您仅想基于位置分析数据的子集,则此参数十分有用。 如果想要设置感兴趣区域,您还需要设置感兴趣区域 ID 字段参数。 每个区域必须具有唯一 ID 字段,与输入要素类似。
由于您要追踪整个数据集范围内的车辆移动事件,因此无需更改这些可选参数。
- 单击运行。
注:
由于您的数据集具有大量(超过 100 万个)要素,因此工具运行可能需要花费几分钟时间。
该工具随即运行。 工具完成运行后,地理处理窗格底部将显示一条通知。
提示:
要了解有关分析的详细信息,包括工具运行所需的时间,请单击查看详细信息。
此外,Vehicle_Movement_Events 图层已添加到地图和内容窗格。 由于原始图层中的点数,可能难以查看输出图层。
- 在内容窗格中,取消选中 All Vehicle Data。
取消选中该图层会在地图中将其隐藏。 (您可以随时通过选中图层以再次显示该图层。)现在,地图将仅显示移动事件。
即使其他图层已关闭,使用图层的默认外观也难以从中得到很多信息。 稍后,您将更改图层的符号系统,从而更好地查看移动事件。 在那之前,您将研究图层的属性表。
- 在内容窗格中,右键单击 Vehicle_Movement_Event 图层并选择属性表。
随即显示该表。
其中包含大量字段,其中许多字段在以下列表中进行解释:
- track_id - 行驶要素的唯一标识符。 此 ID 与您在分类移动事件工具中用作输入的 ID 相同。
- distance_diff - 每条记录与其之前记录之间的距离(以米为单位)。
- time_diff - 每条记录与其之前记录之间的时间差(以秒为单位)。 每个唯一形式要素的第一条记录的此字段及其他字段为 <空> 值,因为其之前没有记录。
- speed - 基于上次记录后经过的时间和距离的行驶要素速度(以米/秒为单位)。
- speed_mph - 以英里/小时为单位的速度。
- speed_kph - 以千米/小时为单位的速度。
- acc_event - 加速度事件的描述,或在每次记录期间行驶对象速度变化情况。 对象可能正在行驶(速度不变)、加速(速度提高)或减速(速度降低/停止)。
- turn_event - 转弯事件的描述,或在每次记录期间行驶对象的方向变化情况。 对象可以行驶(方向不变)、停止、左转或右转。
此工具创建的关键字段为 acc_event 和 turn_event 字段,其中描述了每辆车在每个事件点的移动事件。
- 关闭表。
过滤结果
您的分析结果覆盖广阔的区域。 但是,您最感兴趣的是追踪属于犯罪嫌疑人的单个车辆的移动模式。 在继续之前,您将过滤结果以仅显示属于该车辆的移动事件,其追踪 ID 为 743。
- 在内容窗格中,右键单击 Vehicle_Movement_Events 并选择构建定义查询。
定义查询是用于过滤数据集以仅显示数据子集的表达式。 您可以基于表中属性过滤数据。
- 单击新建定义查询。
您知道感兴趣车辆的追踪 ID,因此您将基于 track_id 字段过滤数据集。
- 对于查询 1,创建表达式 Where track_id is equal to 743。
- 单击应用。 单击确定。
在地图上,数据集已过滤。 现在,仅显示追踪 ID 为 743 的记录。
所有这些记录都属于同一车辆,即嫌疑人的车辆。 根据地图,嫌疑人主要沿着一条高速公路从人烟稀少的西部山区前往人口稠密的东部市区。
根据收集到的有关嫌疑人的其他情报,您怀疑他们经常采取这条路线从一个行动基地前往另一个基地。 通过查看其车辆在这条路线上的分类移动事件,您可以预测他们未来的行为。
更改符号系统
为了更好地了解移动事件,您将更改图层的外观,也称为其符号系统。 您可以基于其属性表中的数据符号化图层。 您将基于 acc_event 字段将其符号化。 结果将在地图上显示车辆加速和刹车的位置,这将有助于执法人员确定对行驶中的车辆进行突袭的最佳区域。
- 在内容窗格中,右键单击Vehicle_Movement_Events 并选择符号系统。
随即显示符号系统窗格。 您想要更改符号系统以使用属性表字段的唯一值。
- 在符号系统窗格中,对于主符号系统,选择唯一值。
接下来,您将选择作为符号系统基础的字段。
- 对于字段 1,选择 acc_event。
窗格底部填充该字段的所有唯一属性。 包含 7 个属性。 虽然可以单独更改每个属性的符号,但您最感兴趣的属性是涉及刹车的属性,因为在车辆减速时更容易对行驶的车辆进行突袭。
- 在类列表中,对于减速符号类,单击格式化符号按钮。
随即出现符号类型库。 您将选择红色符号,表示减速。
- 在库中,单击圆形 3 符号。
在地图上,所有减速/刹车移动事件已使用圆形符号更新。
减速事件分布在整条路线上。 在城市的地面街道上,刹车通常是可预测的,并且对应于交通信号灯或其他交通标志。 但是,在较长的高速公路上,例如出城道路,交通标志较少;在这里,刹车可能对应于高程变化或转弯。
考虑到本教程的目的,假设最好在车辆位于城外时进行逮捕。 犯罪嫌疑人可能十分危险,试图在人口稠密的区域进行逮捕可能会导致附带损失。
- 缩放到远西区的减速事件。
提示:
要缩放至地图上的特定区域,按 Shift 并在区域周围绘制一个框。
该区域在相对较短的距离内存在大量减速事件,这可能是由于该区域的多山地形(在底图上可见)。 车辆通过该区域的速度有多快? 您可以打开一些减速事件的弹出窗口以查找信息。
- 在地图上,单击其中一个刹车事件以打开其弹出窗口。
根据弹出窗口,即使汽车正在减速,其速度仍为约 100 kph(或 60 kph)。 车辆仍在快速行驶,因此这可能不是计划突袭的最佳地点。
- 关闭弹出窗口。
接下来,您将查看距离城市较近但仍远离人口稠密地区的区域。
- 重新缩小至数据的全图范围。 缩放到城市西边的减速事件。
当道路进入环状交叉路时,出现了五个连续的减速事件。
似乎车辆在进入环状交叉路之前已经明显减慢了速度。
- 打开五个减速事件中每个事件的弹出窗口,注意每个事件的速度。
首先,最西侧的减速事件发生时速度为 100 kph 或 60 mph,与车辆之前在高速公路上的行驶速度相同。 然而,最东边的减速事件的速度约为 60 kph 或 40 kph。 因为每个事件的记录时间间隔为 1 秒,这意味着在 5 秒的跨度内,车辆约减速到之前速度的三分之二。
此区域可能是一个可以考虑进行突袭的地方。 该区域位于城市郊区,因此市民可能相对较少,而车辆必须大幅减速才能继续前进。 可以考虑侦察地面上的位置,从而进一步评估在该处进行突袭的可能性。
- 关闭所有打开的弹出窗口。
您可以为此位置添加书签,以便将来能够快速返回。
- 单击功能区上的地图选项卡。 在导航组中,单击书签按钮并选择新建书签。
- 在创建书签窗口中,对于名称,输入 Roundabout。 单击确定。
接下来,如果您单击书签按钮,则可以选择书签并立即导航至地图的此区域。
- 返回到数据全图范围。 在快速访问工具栏上单击保存按钮。
工程已保存。
在本教程中,您使用 ArcGIS AllSource 分类了车辆的移动事件。 使用这些分类的移动事件,您能够跟踪属于犯罪嫌疑人的车辆的行为,并可以确定一个地点,在该处进行逮捕可能具有相对较高的成功几率和安全性。 在现实世界中,可以对各种数据集执行移动事件分析,并非仅限于车辆记录。
您在本教程开始时已下载的数据集包含 All_Cell_Phone_Data 要素类(包含于 Cell_Phone_Data 要素数据集中)。 其中包含随时间变化的手机位置。 您可以对手机数据进行同样的分析,以确定嫌疑人步行的区域,并追踪他们作为行人的移动模式。 如果您想要进行可选挑战,请尝试对该数据集运行此工作流。
此工作流与可在 ArcGIS AllSource 中完成的其他情报工作流相结合,可供执法人员和军事人员使用,以帮助追踪罪犯或叛军。
您可以在教程库中找到更多教程。