Geodätische Fließrichtung (Spatial Analyst Tools)

Zusammenfassung

Erstellt mit einer geodätischen Methode ein Raster der Fließrichtung von jeder Zelle zu ihren niedriger gelegenen Nachbarn.

Abbildung

Flow_Dir = GeodesicFlowDirection(Elev_Ras, #, #, D8)

Verwendung

• Das Werkzeug berechnet die Fließrichtung aus jeder Zelle unter Berücksichtigung der gekrümmten ellipsoiden Form des Planeten auf der Grundlage von drei Fließmodellalgorithmen: D8, Multiple Flow Direction (MFD) und D-Infinity (DINF)

• Wenn der Parameterwert Fließrichtungstyp (flow_direction_type in Python) auf die Option D8 festgelegt ist, ist die Ausgabe ein ganzzahliges Raster mit Werten zwischen 1 und 255.

  Diese Methode modelliert die Fließrichtung von jeder Zelle zur jeweiligen Nachbarzelle mit der steilsten Neigung. Das Gefälle zu jedem Nachbarn wird als Verhältnis zwischen dem Höhenunterschied und der geodätischen Entfernung zwischen den Zentren der Zellen berechnet.

  Für jede der acht Kardinalrichtungen gilt folgender Wert für die Fließrichtung:

  

  Weitere Überlegungen bei der Verwendung dieser Fließrichtungsmethode sind:

  • Eine Zielzelle kann einen niedrigeren Höhenwert aufweisen als ihre Nachbarzellen.

    Wenn der Höhenwert der Zielzelle niedriger ist als der seiner Nachbarzellen, wird der Wert der Zelle durch den Höhenwert der niedrigsten Nachbarzelle ersetzt (oder durch den Wert derjenigen Nachbarzellen, die denselben niedrigsten Wert freigeben, falls es mehrere davon gibt).

    Wenn das Höhengefälle in mehrere Richtungen gleich ist und die Zelle Teil einer Senke ist, entspricht der Wert für die Fließrichtung der Summe dieser Richtungen. Wenn beispielsweise die Änderung im Z-Wert nach rechts (Fließrichtung = 1) und nach unten (Fließrichtung = 4) identisch ist, wird die Fließrichtung für diese Zelle wie folgt berechnet: 1 + 4 = 5. Zellen mit nicht definierter Fließrichtung können mit dem Werkzeug Senke gekennzeichnet werden.

    Wenn das Höhengefälle in mehrere Richtungen gleich ist und die Zelle nicht Teil einer Senke ist, wird die Fließrichtung anhand einer Nachschlagetabelle zugewiesen, die die wahrscheinlichste Richtung angibt. Siehe Greenlee (1987).

  • Das Ausgabe-D8-Absenkungs-Raster berechnet sich aus der Differenz im Z-Wert dividiert durch die Pfadlänge zwischen den Zellenmittelpunkten und wird als Prozentsatz ausgedrückt. Für benachbarte Zellen ist dies analog zur prozentualen Neigung zwischen den Zellen. Auf einer ebenen Fläche wird diese Entfernung zur Entfernung zu der nächsten Zelle mit niedrigerer Höhe. Das Ergebnis ist eine Karte des prozentualen Anstiegs im Pfad des steilsten Gefälles ausgehend von jeder Zelle.

• Der von Qin et al. (2007) beschriebene MFD-Algorithmus teilt den Abfluss einer Zelle auf alle niedrigeren Nachbarzellen auf. Anhand der lokalen Terrainbedingungen wird flexibel ein Exponent für die Abflussverteilung generiert. Mit diesem wird der Anteil bestimmt, der in alle niedrigere Nachbarpixel abfließt.

  Hinweis:

  Bei Verwendung des Fließrichtungstyps MFD können Ausgabe-Fließrichtungs-Raster im Cloud-Raster-Format (CRF), z. B. flowdir1.crf, nur in einem Ordner-Workspace erstellt werden.

  Wenn die Ausgabe von MFD-Fließrichtungen in eine Karte eingebunden wird, werden nur die D8-Fließrichtungen angezeigt. Bei MFD-Fließrichtungen kann es vorkommen, dass sich auf die einzelnen Zellen jeweils mehrere Werte beziehen (wobei jeder Wert einem Teil des Abflusses zu den jeweiligen niedrigeren Nachbarn entspricht); dies lässt sich nur schwer visuell darstellen. Das Ausgabe-Raster einer MFD-Fließrichtung ist jedoch eine Eingabe, die vom Werkzeug Abflussakkumulation erkannt wird, das die proportionalen MFD-Fließrichtungen verwendet und den Abfluss von jeder Zelle zu allen niedrigeren Nachbarn akkumuliert.

• Die von Tarboton (1997) beschriebene Abflussmethode DINF bestimmt die Fließrichtung als steilste Abwärtsneigung von acht dreieckigen Facetten, die auf Basis eines 3 x 3 großen und auf die betreffende Zelle zentrierten Zellenfensters entworfen werden. Die Ausgabe der Fließrichtung ist ein Gleitkomma-Raster, das als einzelner Winkel dargestellt wird und gegen den Uhrzeigersinn von 0 (in Richtung Osten) bis 360 (erneut in Richtung Osten) verläuft.

• Ist der Parameter Abfluss von Randzellen nach außen erzwingen deaktiviert (force_flow = "NORMAL" in Python), was die Standardeinstellung ist, erfolgt der Fluss bei einer Zelle am Rand des Oberflächen-Rasters hin zur inneren Zelle mit der steilsten Absenkung beim Z-Wert. Wenn die Absenkung kleiner oder gleich 0 ist, erfolgt der Fluss bei der Zelle aus dem Oberflächen-Raster hinaus.

• Ein Eingaberaster mit rechteckigen Zellen wird so verarbeitet, dass die Zellen des Ausgaberasters quadratisch sind und die Seiten gleich dem Durchschnitt der Länge und Breite des Rechtecks sind.

• Dieses Werkzeug unterstützt die parallele Verarbeitung. Wenn Ihr Computer mit mehreren Prozessoren oder mit Prozessoren, die mehrere Kerne haben, ausgestattet ist, kann eine höhere Leistung erzielt werden, vor allem bei größeren Datasets. Weitere Informationen zu dieser Funktion sowie zu den Konfigurationsmöglichkeiten finden Sie im Hilfethema "Parallele Verarbeitung mit Spatial Analyst".

  Beim Einsatz von paralleler Verarbeitung werden für die Verwaltung der zu verarbeitenden Daten-Chunks temporäre Daten generiert. Der Standardordner für temporäre Daten befindet sich auf dem lokalen Laufwerk C:. Sie können den Speicherort ändern, indem Sie eine Systemumgebungsvariable mit dem Namen TempFolders einrichten und den Pfad zum gewünschten Ordner angeben (z. B. E:\\RasterCache). Wenn Sie über Administratorberechtigungen für Ihren Computer verfügen, können Sie dies auch mit einem Registrierungsschlüssel (z. B. [HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\ESRI\ArcGISPro\Raster]) tun.

  Das Werkzeug verwendet standardmäßig 50 % der verfügbaren Kerne. Wenn die Eingabedaten aus weniger als 5.000 Zeilen und 5.000 Spalten mit Zellen bestehen, können weniger Kerne verwendet werden. Sie können die Anzahl der Kerne, die das Werkzeug verwendet, mit der Umgebung Faktor für parallele Verarbeitung ändern.

• Wenn das Ausgabe-Raster-Format .crf lautet, wird in diesem Werkzeug die Raster-Speicherumgebung Pyramide unterstützt. In der Ausgabe werden standardmäßig Pyramiden erstellt. Bei anderen Ausgabeformaten wird diese Umgebung nicht unterstützt, und es werden keine Pyramiden erstellt.

• Weitere Informationen zu den Geoverarbeitungsumgebungen für dieses Werkzeug finden Sie unter "Analyseumgebungen und Spatial Analyst".

Parameter

• Dialog
• Python

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Eingabe-Oberflächen-Raster	Das Eingabe-Raster, das eine kontinuierliche Oberfläche darstellt.	Raster Layer
Abfluss von Randzellen nach außen erzwingen (Optional)	Gibt an, ob Randzellen immer nach außen fließen oder den normalen Flussregeln folgen. Aktiviert—Bei allen Zellen am Rand des Oberflächen-Rasters erfolgt der Fluss vom Oberflächen-Raster nach außen. Deaktiviert—Wenn die maximale Absenkung auf der Innenseite einer Randzelle größer als 0 ist, wird die Fließrichtung wie üblich bestimmt; andernfalls geht die Fließrichtung in Richtung Rand. Für Zellen, bei denen der Fluss vom Rand des Oberflächen-Rasters nach innen erfolgen sollte, wird tatsächlich diese Fließrichtung verwendet. Dies ist die Standardeinstellung.	Boolean
Ausgabe-Absenkungs-Raster (Optional)	Ein optionales Ausgabe-Absenkungs-Raster. Das Absenkungs-Raster gibt das Verhältnis zwischen der maximalen Änderung in der Höhe zurück, ausgehend von jeder Zelle entlang der Fließrichtung und der Pfadlänge zwischen den Zellenmittelpunkten, ausgedrückt als Prozentsatz. Diese Ausgabe ist vom Typ "Gleitkomma".	Raster Dataset
Fließrichtungstyp (Optional)	Gibt die Abflussmethode an, die bei der Berechnung von geodätischen Fließrichtungen verwendet werden soll. D8—Die Fließrichtung wird mit der D8-Methode ermittelt. Diese weist die Fließrichtung zur jeweiligen Nachbarzelle mit der steilsten Neigung zu. Dies ist die Standardeinstellung. MFD—Die Fließrichtung basiert auf der Abflussmethode MFD. Die Fließrichtung wird gemäß einem adaptiven Exponenten für Partitionen über alle niedrigeren Nachbarn hinweg partitioniert. DINF—Die Fließrichtung basiert auf der Abflussmethode DINF. Diese weist die Fließrichtung unter Verwendung der steilsten Neigung einer dreieckigen Facette zu.	String

Rückgabewert

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Ausgabe-Fließrichtungs-Raster	Das Ausgabe-Raster, das die geodätische Fließrichtung von jeder Zelle zu ihren niedriger gelegenen Nachbarn unter Verwendung der angegebenen Methode zeigt. Diese Ausgabe ist ganzzahlig.	Raster

Umgebungen

Auto-Commit, Zellengröße, Projektionsmethode für Zellengröße, Komprimierung, Aktueller Workspace, Ausdehnung, Geographische Transformationen, Maske, Ausgabe-CONFIG-Schlüsselwort, Ausgabe-Koordinatensystem, Faktor für parallele Verarbeitung, Pyramide, Scratch-Workspace, Fang-Raster, Kachelgröße

Lizenzierungsinformationen

• Basic: Erfordert Spatial Analyst
• Standard: Erfordert Spatial Analyst
• Advanced: Erfordert Spatial Analyst

Referenzen

• Greenlee, D. D. 1987. "Raster and Vector Processing for Scanned Linework." Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 53 (10): 1383–1387.

• Qin, C., Zhu, A. X., Pei, T., Li, B., Zhou, C., und Yang, L. 2007. "An adaptive approach to selecting a flow partition exponent for a multiple flow direction algorithm." International Journal of Geographical Information Science 21(4): 443-458.

• Tarboton, D. G. 1997. "A new method for the determination of flow directions and upslope areas in grid digital elevation models". Water Resources Research 33(2): 309-319.

Verwandte Themen

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