创建受海岸线限制的区域缓冲区

我正在尝试使用ArcGIS 10.2基于预定义区域（例如400平方公里）创建点的缓冲区。除此之外，某些点的缓冲区靠近海岸线，因此需要将缓冲区修剪在海岸线上，并且仍然具有与内陆缓冲区相同的面积（400平方公里）。

有谁知道可以使用“模型开发器”或“ Arcpy”完成此操作吗？

我在Arcpy和R方面的技能有限，但是很乐意进行一些脚本编写以获得解决方案。

请参见下面的图片，其中显示了我要实现的目标的图形表示

圆形缓冲区的面积是缓冲区半径的单调递增函数（无论如何在平面坐标系上）。因此，一种简单的搜索策略可以找到一个半径R，使得半径缓冲区的R区域A被裁剪为多边形区域（达到一定容差）s。

最简单的搜索算法只是二进制搜索。从两个半径开始，一个很小，一个很大，这样您想要的区域就在这些半径的裁剪缓冲区的区域之间。然后，只需取这些半径的中点并计算缓冲区，然后找出所需的半径是在中点之上还是之下。更新半径限制并重复，直到达到所需区域的一定公差为止。

用Python编写二进制搜索并使用ArcGIS Python API听起来像是学习的好方法！我很确定我几年前已经在R中做到了...

这是一些R代码：

cropareabuff <- function(pt, region, target){
    f = function(r){
        b = rgeos::gBuffer(pt, width=r)
        return(gArea(gIntersection(b, region)) - target)
    }
    f
}

buff_with_area <- function(pt, region, target, lower, upper){
    f = cropareabuff(pt, region, target)
    r = uniroot(f, lower=lower, upper=upper, extendInt="upX")
    list(r=r, b=gIntersection(rgeos::gBuffer(pt, width=r$root), region))
}

用法：

首先建立一个简单的英国多边形区域：

library(raster); library(rgeos); library(rgdal)
uk = getData("GADM", country="GBR", level=0)
uk = spTransform(uk,CRS("+init=epsg:27700"))
uk = gSimplify(uk, tol=1000)

现在定义一个点：

p = SpatialPoints(coords=list(x=269042, y=235937), proj4string=CRS("+init=epsg:27700"))

然后，您只是：

b = buff_with_area(p, uk, 10000000000, 1, 10000)

这是一个包含两个组成部分的列表，b是缓冲区：

plot(b$b, col=2)
plot(uk, add=TRUE)

并且它具有正确的区域：

gArea(b$b)
[1] 1e+10

并r从输出uniroot，其包括缓冲半径值。

> b$r$root
[1] 63338.88

因此，在这种情况下，缓冲区宽度不到64公里。

唯一需要摆弄的是上下限的初始值-我猜您可以将下限半径设定为直角，sqrt(A/pi)而上限则不那么重要，因为搜索算法会增大它直到捕获间隔。

如果初始最大半径确实太大，则搜索算法可能会失败，因为您可能会以很大的半径缓冲整个区域，在这种情况下，更改半径不会更改面积。但是明智的限制应该阻止这种情况的发生。

由于点的位置，这几乎是不可能的。您可以创建400km ^2的缓冲区，但是与较远的点（> 400km ²）相比，靠近海岸线的点将始终具有较小的面积。

您唯一可以做的就是在这些点上执行缓冲区分析，然后使用海岸线特征裁剪创建的缓冲区。