測地線流向 (Spatial Analyst ツール)
サマリー
各セルからその降下傾斜となる近傍セルへの流向ラスターを測地線手法で作成します。
図
使用法
このツールは、D8、MFD (Multiple Flow Direction)、および DINF (D-Infinity) という 3 つのフロー モデリング アルゴリズムに基づいて、地球の曲面楕円体形状を考慮した各セルからの流向を計算します。
流向タイプ (Python では
flow_direction_type) パラメーター値が D8 オプションに設定されている場合、出力は値の範囲が 1 ～ 255 の整数ラスターです。この方法は、各セルから最も急な降下傾斜となる近傍セルへの流向をモデル化します。 各近傍への下り勾配は、標高差とセルの中心間の測地線距離の比として計算されます。
8 つの基本方向それぞれについて、フロー方向の値は次のとおりです。
この流向法を使用する際のその他の考慮事項は次のとおりです。
ターゲット セルの標高値は近傍より低い場合があります。
ターゲット セルの標高値が近傍より低い場合、セル値は最も低い近傍 (または同じ最低値を共有する複数の近傍) の標高値に置き換えられます。
複数の方向で標高差が同じで、そのセルが窪地の一部である場合、流向の値はその方向の合計になります。 たとえば、Z 値の変化が右 (流向 = 1) と下 (流向 = 4) で同じである場合、対象セルの流向は 1 + 4 = 5 として計算されます。 未定義のフロー方向を持つセルは、シンク ツールを使用して、窪地としてフラグを付けることができます。
複数の方向で標高差が同じで、そのセルが窪地の一部でない場合、流向は可能性が最も高い方向を定義するルックアップ テーブルを使用して割り当てられます。 「Greenlee (1987) 」をご参照ください。
D8 出力降下率ラスターは、Z 値の差をセルの中心間のパス長で除算したもので、パーセンテージで表されます。 隣接セルの場合、これは、セル間の傾斜角 (パーセント) に似ています。 平らなエリアでは、距離は標高が低い最も近いセルまでの距離になります。 結果は、各セルからの降下傾斜が最も急激なパスのパーセント高低差のマップになります。
MFD (Multiple Flow Direction) アルゴリズムは、Qin 等 (2007) によって示されたもので、1 つのセルから降下傾斜のすべての近傍セルに流量を分割します。 フローパーティション指数は、現地の地形の状態に基づく適応アプローチによって作成され、降下傾斜となるすべての近傍ピクセルに流出するフローの一部を特定するために使用されます。
注意:
MFD 流向タイプでは、フォルダー ワークスペース内に
flowdir1.crfなどの Cloud Raster Format (CRF) で出力流向ラスターを作成することだけができます。MFD 流向出力は、マップに追加されると、D8 フロー方向だけを表示します。 MFD 流向では、各セルに複数の値が関連付けられている可能性があるため (それぞれの値は降下傾斜の各近傍セルへの流量の割合を示す)、視覚化するのは簡単ではありません。 ただし、MFD 流向出力ラスターは 累積流量 ツールによって認識されている入力であり、比例配分した MFD 流向を使用し、各セルから降下傾斜となるすべての近傍ピクセルへのフローを累積します。
DINF (D-Infinity) 法は、Tarboton (1997) によって示されたもので、対象セルを中心とした 3 x 3 セル ウィンドウ内に形成された 8 つの三角形面で最も傾斜が急な下り勾配として流向を特定します。 流向出力は、0 (真東) から 360 (真東) まで反時計回りの角度として表される浮動小数点のラスターです。
エッジにあるセルはすべて外側に流出 パラメーターをデフォルト設定のオフ (Python では
force_flow = "NORMAL") にした場合、サーフェス ラスターのエッジにあるセルは、Z 値の降下率が最も高く、セルの内部に向かって流れます。 降下がゼロ以下の場合、セルはサーフェス ラスターの外に流れ出ます。入力ラスターに長方形のセルがある場合、出力ラスター セルが正方形になるよう処理されます。その辺の長さは、長方形の長さと幅の平均値に等しくなります。
このツールは、並列処理をサポートしています。 お使いのコンピューターに、複数のプロセッサーや、複数のコアを持つプロセッサーが搭載されている場合は、特に対象となるデータセットが大きいときにパフォーマンスが向上します。 Spatial Analyst による並列処理ヘルプ トピックには、この機能と設定方法の詳細が記載されています。
並列処理を使用する場合、処理中のデータ チャンクを処理するために一時データが書き込まれます。 デフォルトの一時フォルダーの場所は、ローカルの
C:ドライブにあります。 このフォルダーの場所は、TempFolders という名前のシステム環境変数を設定し、使用するフォルダーへのパスを指定することで変更できます (例:E:\\RasterCache)。 コンピューター上で管理者権限を持っている場合は、レジストリー キー (例: [HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\ESRI\ArcGISPro\Raster]) を使用することもできます。デフォルトでは、このツールは使用可能なコアの 50% を使うようになっています。 入力データのサイズが 5,000 x 5,000 セルよりも小さい場合、使用されるコア数はそれよりも少なくなります。 並列処理ファクター環境で、ツールが使用するコアの数を制御できます。
出力ラスターの形式が
.crfの場合、このツールはピラミッド ラスター格納環境をサポートします。 デフォルトでは、ピラミッドは出力で作成されます。 その他の出力形式ではこの環境はサポートされず、ピラミッドは作成されません。このツールに適用されるジオプロセシング環境の詳細については、解析環境と Spatial Analyst をご参照ください。
パラメーター
| ラベル | 説明 | データ タイプ |
|---|---|---|
|
入力サーフェス ラスター |
連続サーフェスを表す入力ラスター。 |
Raster Layer |
|
エッジにあるセルはすべて外側に流出 (オプション) |
エッジ セルが常に外向きに流れるか、通常のフロー規則に従うかを指定します。
|
Boolean |
|
出力降下率ラスター (オプション) |
オプションの出力降下率ラスター。 降下率ラスターは、フロー方向の各セルの標高の最大変化と、セルの中心間のパス長の比率をパーセントで返します。 出力は浮動小数点型になります。 |
Raster Dataset |
|
流向タイプ (オプション) |
測地線の流向の計算時に使用される、フロー方法のタイプを指定します。
|
String |
戻り値
| ラベル | 説明 | データ タイプ |
|---|---|---|
|
出力流向ラスター |
指定した方法を使用して、各セルから降下傾斜の近傍セルへの測地線流向を示す出力ラスター。 出力は整数タイプになります。 |
Raster |
環境
自動コミット, セル サイズ, セル サイズ投影法, 圧縮, 現在のワークスペース, 範囲, 地理座標系変換, マスク, 出力データのコンフィグレーション キーワード, 出力座標系, 並列処理ファクター, ピラミッド, スクラッチ ワークスペース, スナップ対象ラスター, タイル サイズ
ライセンス情報
- Basic: Spatial Analyst が必要
- Standard: Spatial Analyst が必要
- Advanced: Spatial Analyst が必要
参考情報
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., & 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.