Геодезическое направление стока (Инструменты Spatial Analyst)

Краткая информация

Создает растр направления стока из каждой ячейки в соседние вниз по склону с помощью геодезического метода.

Иллюстрация

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

Использование

• Инструмент рассчитывает направление потока из каждой ячейки с учетом изогнутой эллипсоидальной формы планеты на основе трех алгоритмов моделирования стока: D8 (восемь направлений), Множественное направление потока (MFD) и D-бесконечность (DIFN).

• Когда для параметра Тип направления стока (flow_direction_type в Python) установлено значение параметра D8, на выходе получается целочисленный растр в диапазоне значений от 1 до 255.

  Этот метод моделирует направление стока из каждой ячейки до соседней ячейки, расположенной вниз по склону с максимальным уклоном. Уклон вниз к каждому соседнему участку будет рассчитан как отношение перепада высот к геодезическому расстоянию между центрами ячеек.

  Для каждого из 8 направлений сторон света значение направления стока является следующим:

  

  При использовании этого метода направления стока также необходимо учитывать следующее:

  • Целевая ячейка может иметь более низкое значение высоты, чем ее соседи.

    Когда значение высоты целевой ячейки ниже, чем у ее соседей, значение ячейки заменяется значением высоты самой низкой соседней ячейки (или соседних, если несколько из них имеют одинаковое наименьшее значение).

    Когда перепад высот одинаков в нескольких направлениях и ячейка является частью стока, значение направления стока будет равно сумме 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 рассчитано как 1 + 4 = 5. Ячейки с неопределенным направлением стока могут быть помечены как локальные понижения с использованием инструмента Локальное понижение.

    Если перепад высот одинаков в нескольких направлениях и ячейка не является частью локального понижения, направление стока будет присвоено с использованием таблицы перекодировки, определяющей наиболее вероятное направление. Обратитесь к источнику Greenlee (1987).

  • Выходной растр снижения D8 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 процента подъема на пути наиболее крутого спуска из каждой ячейки.

• Алгоритм 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 пикселы вниз по склону.

  Примечание:

  Направление стока типа MFD поддерживает создание выходного растра направления стока только в формате Cloud Raster Format (CRF), например, flowdir1.crf, в рабочем пространстве папки.

  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 направления стока MFD может использоваться в качестве входных данных инструментом Суммарный сток, который использует пропорциональные направления стока MFD и накапливает сток из каждой ячейки во все соседние ячейки вниз по склону.

• Метод DINF, 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.

• 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.

• Если входной растр имеет прямоугольные ячейки, он будет обработан так, что выходные ячейки растра будут квадратными, со сторонами, равными среднему длины и ширины прямоугольника.

• Этот инструмент поддерживает параллельную обработку. Если ваш компьютер имеет несколько процессоров или процессор с несколькими ядрами, то его производительность будет более высокой, особенно на больших наборах данных. Раздел справки Параллельная обработка с Spatial Analyst содержит более подробные сведения об этой возможности и способах ее настройки.

  При использовании параллельной обработки будут записаны временные данные для управления обрабатываемыми фрагментами данных. Папка временных файлов по умолчанию будет располагаться на диске C: вашего компьютера. Вы можете управлять расположением этой папки, настроив переменную среды с именем TempFolders и указав путь к папке, которая будет использоваться (например, E:\\RasterCache). При наличии прав администратора на вашем компьютере, вы также можете использовать ключ реестра (например, [HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\ESRI\ArcGISPro\Raster]).

  По умолчанию, этот инструмент использует половину доступных ядер. Если размер входных данных меньше, чем 5000 на 5000 ячеек, может использоваться меньше ядер. Можно задавать число используемых инструментом ядер в среде Коэффициент параллельной обработки.

• Если формат выходного растра .crf, этот инструмент поддерживает параметр среды хранения растровых изображений Пирамида. Пирамиды будут созданы в выходных данных по умолчанию. Для любого другого формата вывода этот параметр среды не поддерживается, и пирамиды создаваться не будут.

• См. Параметры среды анализа и Spatial Analyst для получения дополнительной информации о параметрах среды геообработки, применимых к этому инструменту.

Параметры

• Dialog
• Python

Подпись	Объяснение	Тип данных
Растр входной поверхности	Входной растр непрерывной высотной поверхности.	Raster Layer
Сток из крайних ячеек направлен наружу (Дополнительный)	Определяет, будет ли направление стока из краевых ячеек всегда направлено наружу, или же подчиняться обычным правилам определения стока. 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
Выходной растр понижения (Дополнительный)	Дополнительный выходной растр снижения. Растр снижения возвращает отношение максимального изменения по высоте из каждой ячейки вдоль направления стока к расстоянию между центрами ячеек, выраженное в процентах. Это выходные данные с плавающей точкой.	Raster Dataset
Тип направления стока (Дополнительный)	Задает тип метода водотока, используемый при вычислении геодезических направлений стока. D8–Направление стока бцдет определено методом D8. Метод назначает направление стока до соседнего пиксела, расположенного вниз по склону с максимальным уклоном. Используется по умолчанию. MFD–Направление стока будет определено методом (MFD). Направление стока будет разделено между соседним участкам ниже по течению в соответствии с показателями адаптивноого разделения. DINF–Направление стока, рассчитанное на основе метода DINF Этот метод рассчитывает направление стока в сторону самого крутого уклона треугольных граней.	String

Возвращаемое значение

Подпись	Объяснение	Тип данных
Выходной растр направления стока	Выходной растр, показывающий геодезическое направление стока от каждой ячейки к ее соседям или соседям, расположенным ниже по склону, с использованием указанного метода. Этот выходной параметр будет представлен целым числом.	Raster

Параметры среды

Автоподтверждение, Размер ячейки, Метод проецирования размера ячейки, Сжатие, Текущая рабочая область, Экстент, Географические преобразования, Маска, Выходное ключевое слово конфигурации, Выходная система координат, Коэффициент параллельной обработки, Пирамидный слой, Временная рабочая область, Растр привязки, Размер листа

Информация о лицензировании

• Basic: Требуется Spatial Analyst
• Standard: Требуется Spatial Analyst
• Advanced: Требуется Spatial Analyst

Справочная информация

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.

Связанные разделы

• Обзор группы инструментов Гидрология
• Поиск инструмента геообработки
• Направление потока