Skip to main content

Как работает инструмент Коэффициент площади поверхности

Доступно с лицензией Spatial Analyst.

Инструмент Коэффициент площади поверхности вычисляет отношение площади поверхности к площади плоскости для каждой ячейки на входном растре поверхности. Выходной растр этого инструмента обычно используется в качестве показателя шероховатости поверхности для моделирования сложности структуры поверхности и мест обитания диких животных в морских или наземных экосистемах.

Иллюстрация Коэффициента площади поверхности

Пример рельефа морского дна и выходные растровые изображения для двух типов плоских областей.

Важным параметром в инструменте Коэффициент площади поверхности является Тип плоской площади. Он определяет, как площадь поверхности каждой ячейки проецируется на плоскость при вычислении плоской площади. Параметр имеет две доступные опции: Горизонтальный и Дуга-хорда.

Как вычисляется планарная площадь для каждой ячейки

При типе плоской площади Горизонтальный плоская площадь представляет собой площадь поверхности ячейки, спроецированную на горизонтальную плоскость, и равна площади ячейки входного растра. Инструмент выведет растр с соотношением площадей поверхностей, зависящее от локальных уклонов. Это означает, что помимо неровности рельефа на выходные значения также влияет местный уклон. Выходное значение около 1 обозначает плоскую область. Более высокие значения указывают на участки с более высокой шероховатостью рельефа или крутыми склонами.

В типе плоской области Дуга-хорда плоская площадь — это площадь поверхности ячейки, проецируемая на плоскость, наиболее подходящую в локальной окрестности 3 на 3 (Du Preez, 2015). Она вычисляется путем деления площади ячейки на косинус локального уклона. Это позволяет выделить влияние локального уклона на выходные данные. В данном случае выходные данные помогают понять, является ли местность плоской или имеет пологий уклон (со значениями, близкими к 1), а также определить степень её шероховатости (со значениями больше 1).

Как вычисляется площадь 3D-поверхности для каждой ячейки

Площадь 3D-поверхности для каждой ячейки определяется путем выполнения следующих шагов:

  1. В окрестности размером 3 на 3 создается TIN путем соединения текущего центра ячейки с 8 соседними ячейками.

  2. Затем TIN вырезается по границе ячейки.Каждая ячейка состоит из 8 треугольников.

  3. Площадь каждого треугольника вычисляется с использованием трех его сторон (Jenness, 2004).

  4. 3D-площадь вычисляется путем суммирования площадей 8 треугольников.

Результирующий Коэффициент площади поверхности вычисляется путем деления 3D-площади поверхности на плоскую площадь в местоположении каждой ячейки.

Литература

Jenness, J.S. Calculating landscape surface area from digital elevation models. Wildlife Society Bulletin, 2004, 32, 829-839.

Du Preez, C. A new arc–chord ratio (ACR) rugosity index for quantifying three-dimensional landscape structural complexity. Landscape Ecology, 2015, 30, 181–192.