Получить поток как линию (Инструменты Spatial Analyst)

Краткая информация

Строит линейные объекты водотока на основе растра входной поверхности без предварительного заполнения понижения или впадины.

Использование

Входным растром поверхности может быть цифровая модель рельефа (ЦМР) без предварительно заполненных локальных понижений, или гидрологически корректная ЦМР. Инструмент не чувствителен к ошибкам в растре поверхности, которые могут действовать как депрессии и локальные понижения, где сток прекращается; заполнения депрессий и локальных понижений не требуется.
Параметр Выходные объекты водотоков создает выходные полилинейные объекты, соответствующие линиям водотоков, где сток выше равен пороговому значению, указанному в параметре Пороговое значение суммарного стока (accumulation_threshold в Python). Если Пороговое значение суммарного стока не указано, по умолчанию для порогового значения вычисляется значение площади на основании размера входной растровой поверхности (0,2 процента от общего числа ячеек). Хотя направление потока и пороговое значение будут рассчитываться внутри для получения потоков, они не являются выходными данными. Чтобы получить растры направления стока и суммарного стока тем же методом, используйте инструмент Получить непрерывный поток.
Если поверхность, представленная входным растром, содержит истинные локальные понижения, их необходимо указать в параметре Входные растровые или векторные данные понижений (in_depressions_data в Python), чтобы идентифицировать ячейки, в которые поток может стекать, но не может вытекать наружу. Информация о локальных понижениях может быть представлена либо классом объектов, либо растром. Класс объектов может быть точечный, полилинейный или полигональный.
Можно указать значение параметра Входной растр суммарных весов (in_weight_raster в Python), чтобы применить к каждой ячейке вес при расчете суммарного стока на промежуточном шаге. Если применяется растр весов, укажите соответствующий порог накопления стока для параметра Пороговое значение суммарного стока (accumulation_threshold в Python).
Укажите Пороговое значение суммарного стока (accumulation_threshold в Python), которое отражает сложность поверхности изучаемой области или соответствует размеру выбранной области стока воды. Например, если пороговое значение равно 20 гектарам, растр потока будут определять только ячейки с 20 или более гектарами восходящего потока.
Если используются параметры Входные растровые или векторные данные понижений, Входной растр суммарных весов или данные в параметрах среды, значение Пороговое значение суммарного стока будет пересчитано на основании площади пересечения входных данных. Но если вы указали параметр Пороговое значение суммарного стока, он не пересчитывается из-за изменений во входных данных. Та же ситуация может возникнуть при запуске инструмента в пакетном режиме, с указанием значения Входного растра поверхности как пакетного параметра, в котором Пороговое значение суммарного стока будет вычислено по первой входной поверхности и не будет меняется при добавлении остальных растровых слоев к пакетной обработке.
Используйте параметр Метод идентификации водотоков для назначения уникального идентификатора секции водотока между пересечениями или порядка сегментов водотоков. Опция Константа установлена по умолчанию и всем водотокам будет назначено одинаковое значение 1. Если задано Уникальное, то каждой секции водотока между пересечениями будет присвоено уникальное значение. Дополнительными методами упорядочивания являются Метод Страхлера, Метод Шреве и Метод Хака. По методу Страхлера порядок водотока увеличивается, когда пересекаются водотоки одного порядка. По методу Шреве порядок водотоков определяется в зависимости от амплитуды. Всем сегментам, не имеющим притоков, присваивается магнитуда (порядок), равная единице. Значимости складываются при движении вниз по склону. При слиянии двух сегментов, их порядки складываются, а новое значение присваивается образуемому сегменту, расположенному ниже по склону. Метод Хака увеличивает порядок потока на единицу относительно порядка того потока, в который он впадает. Главному руслу реки назначается амплитуда 1, водотокам, впадающим в него, присваивается значение 2 и так далее.
Когда включена опция Упростить объекты (simplify в Python), характерные линии выходного водотока будут упрощены за счет удаления вершин с использованием алгоритма Дугласа-Пекера с допуском sqrt(0,5) * размер ячейки. Этот алгоритм сохраняет критические точки путем идентификации и удаления относительно избыточных вершин.
Ячейки со значением NoData всегда рассматриваются каккак шум и по определению не могут иметь связанное значение. Инструмент будет игнорировать эти ячейки при идентификации направления самого крутого уклона в окрестности, а также определении направления стока и суммарного стока.
Если параметр Сток из крайних ячеек направлен наружу не отмечен (force_flow = "NORMAL" в Python), что является настройкой по умолчанию, сток из ячейки по ребру растра поверхности будет осуществляться к внутренней ячейке с максимальным снижением в z-значении. Если снижение меньше или равно нулю, сток из ячейки будет «вытекать» с растра поверхности.
См. Параметры среды анализа и Spatial Analyst для получения дополнительной информации о параметрах среды геообработки, применимых к этому инструменту.
Литература:
- Douglas, David H., and Thomas K. Peucker. 1973. "Algorithms for the Reduction of the Number of Points Required to Represent a Digitised Line or its Caricature." The Canadian Cartographer, 10(2): 112–122.
- Ehlschlaeger, C. R. 1989. "Using the AT Search Algorithm to Develop Hydrologic Models from Digital Elevation Data." International Geographic Information Systems (IGIS) Symposium 89: 275-281.
- Hack, J. T. 1957. "Studies of Longitudinal Stream Profiles in Virginia and Maryland." Geological Survey Professional Paper 294: 45–95.
- Jenson, S. K., and Domingue, J. O. 1988. "Extracting Topographic Structure from Digital Elevation Data for Geographic Information System Analysis." Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 54 (11): 1593–1600.
- Metz, M., Mitasova, H., & Harmon, R. S. 2011. "Efficient extraction of drainage networks from massive, radar-based elevation models with least cost path search." Hydrology and Earth System Sciences 15(2): 667-678.
- Shreve, R. 1966. "Statistical Law of Stream Numbers" Journal of Geology. 74: 17-35
- Strahler, A. N. 1957. "Quantitative analysis of watershed geomorphology" Transactions of the American Geophysical Union 8 (6): 913-920

Подпись	Объяснение	Тип данных
Входная растровая поверхность	Входной растр поверхности.	Raster Layer
Выходные полилинейные объекты	Выходной класс объектов, который будет содержать идентифицированные водотоки.	Feature Class
Входные растровые или векторные данные понижений (Дополнительный)	Набор данных, который задает реальные понижения. Понижения могут задаваться как растровым, так и векторным слоем. Если входные данные представлены растром, ячейки понижений должны содержать корректные значения, включая ноль, а области, которые не являются понижениями, должны содержать значения NoData.	Composite Geodataset
Входной растр суммарных весов (Дополнительный)	Входной набор растровых данных, определяющий долю стока, которая участвует в суммарном стоке в каждой ячейке. Вес применяется только для накопления стока. Если не задано растра суммарных весов, каждой ячейке будет присвоен вес, равный единице, который используется по умолчанию.	Raster Layer
Пороговое значение суммарного стока (Дополнительный)	Пороговое значение определяет, является ли данная ячейка частью водотока при определении общей площади ячеек, сток из которых осуществляется в эту ячейку.	Areal Unit
Метод определения порядка водотоков (Дополнительный)	Определяет способ присвоения уникальных значений или порядковых номеров водотоков в выходной таблице атрибутов. Константа–Все порядковые номера выходных сегментов водотоков будут равны 1. Используется по умолчанию. Уникальное–Каждому водотоку будет присвоено уникальное значение между пересечениями в результирующем наборе данных. Метод Страхлера–По методу Стахлера порядковый номер водотока возрастает, только если водотоки с одинаковым порядком пересекаются. После слияния сегментов первого и второго порядка, результирующий водоток будет по-прежнему водотоком второго порядка, а не третьего порядка. Метод Шреве–По методу Шреве порядковый номер водотоков назначается по величине. Всем сегментам, не имеющим притоков, присваивается магнитуда (порядок), равная единице. Значимости складываются при движении вниз по склону. При слиянии двух сегментов, их порядки складываются, а новое значение присваивается образуемому сегменту, расположенному ниже по склону. Метод Хака–В методе Хака каждому сегменту водотока назначается идентификатор, больше на единицу, чем русло или водоток, в который он стекает. Например, основному руслу реки присваивается порядок 1, всем сегментам потока, впадающим в него, присваивается порядок 2, любому потоку, впадающему в поток порядка 2, присваивается порядок 3 и так далее. Все–Выходная таблица атрибутов будет содержать обозначения каждого сегмента водотока на основе всех методов.	String
Упростить объекты (Дополнительный)	Указывает, будут ли линии выходного потока сглажены до более простых форм. Отмечено–Объекты линий водотоков будут упрощены с помощью алгоритма Дугласа-Пекера с допуском sqrt(0,5) * размер ячейки. Используется по умолчанию. Не отмечено–Объекты линий водотоков не сглаживаются.	Boolean

DeriveStreamAsLine(in_surface_raster, out_stream_features, {in_depressions_data}, {in_weight_raster}, {accumulation_threshold}, {stream_designation_method}, {simplify})

Имя	Объяснение	Тип данных
in_surface_raster	Входной растр поверхности.	Raster Layer
out_stream_features	Выходной класс объектов, который будет содержать идентифицированные водотоки.	Feature Class
in_depressions_data (Дополнительный)	Набор данных, который задает реальные понижения. Понижения могут задаваться как растровым, так и векторным слоем. Если входные данные представлены растром, ячейки понижений должны содержать корректные значения, включая ноль, а области, которые не являются понижениями, должны содержать значения NoData.	Composite Geodataset
in_weight_raster (Дополнительный)	Входной набор растровых данных, определяющий долю стока, которая участвует в суммарном стоке в каждой ячейке. Вес применяется только для накопления стока. Если не задано растра суммарных весов, каждой ячейке будет присвоен вес, равный единице, который используется по умолчанию.	Raster Layer
accumulation_threshold (Дополнительный)	Пороговое значение определяет, является ли данная ячейка частью водотока при определении общей площади ячеек, сток из которых осуществляется в эту ячейку.	Areal Unit
stream_designation_method (Дополнительный)	Определяет способ присвоения уникальных значений или порядковых номеров водотоков в выходной таблице атрибутов. `CONSTANT`–Все порядковые номера выходных сегментов водотоков будут равны 1. Используется по умолчанию. `UNIQUE`–Каждому водотоку будет присвоено уникальное значение между пересечениями в результирующем наборе данных. `STRAHLER`–По методу Стахлера порядковый номер водотока возрастает, только если водотоки с одинаковым порядком пересекаются. После слияния сегментов первого и второго порядка, результирующий водоток будет по-прежнему водотоком второго порядка, а не третьего порядка. `SHREVE`–По методу Шреве порядковый номер водотоков назначается по величине. Всем сегментам, не имеющим притоков, присваивается магнитуда (порядок), равная единице. Значимости складываются при движении вниз по склону. При слиянии двух сегментов, их порядки складываются, а новое значение присваивается образуемому сегменту, расположенному ниже по склону. `HACK`–В методе Хака каждому сегменту водотока назначается идентификатор, больше на единицу, чем русло или водоток, в который он стекает. Например, основному руслу реки присваивается порядок 1, всем сегментам потока, впадающим в него, присваивается порядок 2, любому потоку, впадающему в поток порядка 2, присваивается порядок 3 и так далее. `ALL`–Выходная таблица атрибутов будет содержать обозначения каждого сегмента водотока на основе всех методов.	String
simplify (Дополнительный)	Указывает, будут ли линии выходного потока сглажены до более простых форм. `SIMPLIFY`–Объекты линий водотоков будут упрощены с помощью алгоритма Дугласа-Пекера с допуском sqrt(0,5) * размер ячейки. Используется по умолчанию. `NO_SIMPLIFY`–Объекты линий водотоков не сглаживаются.	Boolean

Пример кода

DeriveStreamAsLine пример 1 (окно Python)

В этом примере показано, как использовать DeriveStreamAsLine для создания объектов линий водотоков на основе входной растр поверхности без принудительного заполнения локальных понижений.

from arcpy import env
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapy/examples/data"
DeriveStreamAsLine("surface.tif", "C:/sapyexamples/output/streams.shp", "", "", "", "")

DeriveStreamAsLine пример 2 (автономный скрипт)

В этом примере создаются объекты линий водотоков на основе входной растровой поверхности без принудительного заполнения локальных понижений. Водотоки начинаются в местоположениях, где суммарный сток собирается с площади в 2 и более гектара.

# Name: DeriveStreamAsLine_standalone.py
# Description: Generates stream lines from an input surface raster without prior sink filling.
#              The streams start from locations where the accumulated flow is collected from an area
#              larger or equal to 2 Hectares considering depressions (polygons).
# Requirements: Spatial Analyst extension

# Import system modules
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *

# Set the analysis environments
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"

# Set the local variables
in_surface_raster = "surface.tif"
in_depressions_data = "depressions.shp"
in_weight_raster = ""
out_streams = "C:/sapyexamples/output/streams.shp"
area_threshold = "2 Hectares"
stream_designation_method = "CONSTANT"

# Run
DeriveStreamAsLine(in_surface_raster, out_streams, in_depressions_data,
                   in_weight_raster, area_threshold, stream_designation_method)

Параметры среды

Автоподтверждение, Текущая рабочая область, Выходное Z-значение по умолчанию, Экстент, Географические преобразования, Разрешение M, Допуск M, Выходное ключевое слово конфигурации, Выходная система координат, Наличие выходных значений M, Выходные данные содержат Z значения, Выходной M домен, Выходной XY домен, Выходной Z домен, Временная рабочая область, Разрешение XY, Допуск XY, Разрешение Z, Допуск Z

Информация о лицензировании