Направление стока (Инструменты Анализ растра)

Краткая информация

Вычисляет направление потока от каждой ячейки к ее соседу или соседям вниз по склону, используя метод D8, D-бесконечность (DINF) или метод Множественное направление потока (MFD).

Иллюстрация

Использование

• Этот инструмент портала анализа растров доступен, если вы вошли на портал ArcGIS Enterprise, содержащий ArcGIS Image Server, настроенный на Анализ растров. Когда инструмент запущен, ArcGIS Pro выступает в качестве клиента, а обработка происходит на серверах, интегрированных с ArcGIS Enterprise. Инструмент портала принимает слои с вашего портала в качестве входных данных и создает выходные данные на вашем портале.

  Входной растровый слой поддерживает слой с портала, URI или URL сервиса изображений или выходные данные инструмента Создать слой из сервиса изображений. Этот инструмент не поддерживает локальные растровые данные или слои.

• Инструмент Направление стока поддерживает три алгоритма моделирования стока. Это методы D8, Множественные направления стока (MFD) и D-бесконечность (DINF).

• Метод D8 моделирует направление стока из каждой ячейки до соседней ячейки, расположенной вниз по склону с максимальным уклоном.

  Выходными данными инструмента Направление стока, при моделировании по методу D8, является целочисленный растр со значениями от 1 до 255. Значения для каждого направления от центра следующие:

  

  Например, если сток по наиболее крутому уклону будет происходить в ячейку, расположенную слева от исследуемой ячейки, то значение направления стока в этой ячейке будет обозначено числом 16.

  • Если ячейка расположена ниже, чем восемь соседних ячеек, этой ячейке присваивается значение самой нижней соседней ячейки, и направление стока определяется как сток в эту ячейку. Если несколько соседних ячеек имеют одинаковое самое низкое значение, ячейке все равно присваивается это значение, но направление стока определяется с помощью одного из двух методов, поясняемых ниже. Эта процедура используется для фильтрации локальных понижений размером в одну ячейку, которые рассматриваются как помехи.

  • Если для ячейки характерно одно и то же изменение в z-значении в нескольких направлениях, и ячейка является частью локального понижения, направление стока считается неопределенным. В таких случаях, значение для этой ячейки в выходном растре направления стока будет суммой этих направлений. Например, если изменение в z-значении одинаково и в направлении вправо (направление стока = 1) и в направлении вниз (направление стока = 4), направление стока для этой ячейки будет равно 1 + 4 = 5. При использовании Spatial Analyst, можно воспользоваться инструментом Локальное понижение, чтобы отметить ячейки с неопределенным направлением стока как локальные понижения,

  • Если для ячейки характерно одно и то же изменение в z-значении в нескольких направлениях, и она не является частью локального понижения, направление стока присваивается с использованием таблицы перекодировки, определяющей наиболее вероятное направление. Обратитесь к источнику Greenlee (1987).

  Выходной растр понижения вычисляется как разница в z-значении, деленная на расстояние между центрами ячеек, выраженная в процентах. Для соседних ячеек эта величина аналогична уклону между ячейками, выраженному в процентах. Для плоских участков расстояние становится расстоянием до ближайшей ячейки с меньшей высотой. Результатом является карта процентного увеличения на пути наиболее крутого спуска из каждой ячейки.

  При вычислении растра понижения для плоских участков расстояние до диагонально смежных ячеек (1.41421 * cell size) аппроксимируется до 1.4 * cell size в целях увеличения производительности.

• Алгоритм Множественные направления стока (MFD), описанный Qin et al. (2007), разделяет поток из ячейки по всем соседним, которые расположены ниже по склону. Экспонента разделения стока создается адаптивно, в зависимости от локальных условий рельефа, и используется для определения частей стока, перетекающих во все соседние ячейки вниз по склону.

  Выходные данные Множественного направления стока, добавленные на карту, отображают только направление стока D8. Поскольку Множественные направления стока (MFD) могут иметь множество значений, привязанных к каждой ячейке (каждое значение пропорционально соответствует части потока в каждую соседнюю ячейку вниз по склону), визуализировать их непросто. Однако выходной растр MFD может использоваться инструментом Суммарный сток, который использует направления стока для разделения и накопления стока из каждой ячейки во все соседние ячейки вниз по склону.

• Метод D-бесконечность, описанный Tarboton (1997), определяет направление стока как наиболее крутой уклон из восьми треугольных граней, сформированных в окне 3x3 ячейки с центром в интересующей ячейке. Выходными данными является растр с плавающей точкой, представленный в виде одного угла в градусах от 0 (восток) до 360 (снова восток) против часовой стрелки.

• При использовании параметра Сток из крайних ячеек направлен наружу со значением по умолчанию (NORMAL), сток из ячейки на краю растра поверхности будет осуществляться к внутренней ячейке с максимальным снижением в z-значении. Если понижение меньше или равно нулю, сток из ячейки будет «вытекать» с растра поверхности.

• Литература:

  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.

Параметры

• Dialog
• Python

Подпись	Объяснение	Тип данных
Растр входной поверхности	Входной растр непрерывной высотной поверхности.	Raster Layer; Image Service; String
Имя выходного направления стока	Имя выходного сервиса растра направления стока. Имя слоя по умолчанию зависит от имени инструмента и имени входного слоя. Если имя слоя уже используется, появится запрос ввести новое имя.	String
Сток из крайних ячеек направлен наружу (Дополнительный)	Ключевые слова, определяющие, будут ли значения NoData на входном растре отсечены в область, определяемую входным растром маски. Отмечено–Сток из всех ячеек на краю растра поверхности будет осуществляться наружу, за края растра. Не отмечено–Если максимальное снижение с внутренней стороны от краевой ячейки больше нуля, направление стока будет определено как обычное; в противном случае, сток будет направлен за край. Для ячеек, сток из которых должен быть направлен от края растра поверхности внутрь, направление будет определяться именно таким образом. Используется по умолчанию.	Boolean
Тип направления стока (Дополнительный)	Задает тип метода потока при вычислении направлений стока. D8–Используется направление стока на основе метода D8. Метод назначает направление стока до соседнего пиксела, расположенного вниз по склону с максимальным уклоном. Используется по умолчанию. MFD–Используется направление стока на основе метода Множественное направление потока. Этот метод присваивает несколько направлений стока всем соседним ячейкам вниз по склону. DINF–Присваивается направление стока на базе метода D-бесконечность, при этом используется наиболее крутой склон треугольных граней.	String
Имя выходного понижения	Имя выходного растрового сервиса понижения. Имя слоя по умолчанию зависит от имени инструмента и имени входного слоя. Если имя слоя уже используется, появится запрос ввести новое имя.	String

Производные выходные данные

Подпись	Объяснение	Тип данных
Выходной растр направления стока	Выходной растр направления стока	Raster Layer
Выходной растр понижения	Выходной растр понижения.	Raster Layer

Параметры среды

Размер ячейки, Экстент, Маска, Выходная система координат, Пирамидный слой, Растр привязки

Информация о лицензировании

• Basic: Требуется ArcGIS Image Server
• Standard: Требуется ArcGIS Image Server
• Advanced: Требуется ArcGIS Image Server

Связанные разделы

• Обзор группы инструментов Гидрология
• Поиск инструмента геообработки
• Направление стока
• Функция Направление стока