测地线流向 (Spatial Analyst 工具)
汇总
使用测地线方法创建从每个像元到其下坡相邻点或多个相邻点的流向的栅格。
插图
用法
该工具基于三种流向建模算法（D8、多流向 (MFD) 和 D-Infinity (DINF)），在考虑地球椭球体形状的基础上计算每个像元的流出方向。
当流向类型（Python 中的
flow_direction_type）参数值设置为 D8 选项时，输出为值范围在 1 到 255 之间的整型栅格。此方法模拟从每个像元到其最陡下降相邻像元的流向。 到每个相邻像元的下降坡度将计算为高程落差与像元中心之间的大地测量距离之比。
对于 8 个基本方向中的每一个，流向值如下：
使用此流向方法时的其他注意事项包括：
目标像元的高程值可能低于其相邻像元。
当目标像元的高程值低于其相邻像元时，该像元值将被最低相邻像元的高程值（如果有多个相邻像元共有相同的最低值，则为这些像元）所替换。
当多个方向的高程落差相同且该像元属于汇的一部分时，流向值将是各方向值的总和。 例如，如果向右（流向 = 1）和向下（流向 = 4）的 Z 值变化相同，则该像元的流向计算为 1 + 4 = 5。 可以使用汇工具将具有未定义流向的像元标记为汇。
当多个方向的高程落差相同且该像元不属于汇时，将通过定义最可能方向的查找表分配流向。 请参阅 Greenlee (1987)。
输出 D8 下降率栅格数据将按像元中心之间的路径长度的 z 值变化率计算，并以百分比表示。 对于相邻像元，这类似于像元之间的百分比坡度。 穿过平坦区域时，距离将变成到高程较低的最近像元的距离。 结果是从每个像元出发的最陡下降路径中的高程增量百分比图。
由 Qin 等人（2007 年）描述的 MFD 算法可对像元到所有下坡相邻像元的流向进行划分。 水流分区指数根据当地地形条件通过自适应方法创建，可用于确定排放到所有下坡相邻点的水流部分。
注:
MFD 流向类型仅支持在文件夹工作空间内，以云栅格格式 (CRF) 创建输出流向栅格，例如
flowdir1.crf。将 MFD 流向输出添加到地图时，仅显示 D8 流向。 由于 MFD 流向可能具有与每个像元相关的多个值（每个值对应于流向每个下坡相邻像元的水流的比例），因此不易进行可视化。 但是，MFD 流向输出栅格是由流量累积工具识别的输入，该工具利用 MFD 流向分摊和累积每个像元到所有下坡相邻像元的流量。
由 Tarboton（1997 年）描述的 DINF 方法将流向确定为在以感兴趣的像元为中心的 3×3 像元窗口中形成的八个三角面上的最陡下坡方向。 流向输出是一个表示为单一角度的浮点型栅格，以度为单位：从 0（正东）到 360（下一个正东）逆时针转动。
如果未选中强制所有边缘像元向外流动参数（Python 中的
force_flow = "NORMAL"，此为默认设置），处于表面栅格边缘的像元将流向 z 值下降方向最陡的内部像元。 如果降幅小于或等于零，则像元将流出表面栅格。当输入栅格具有矩形像元时，将对其进行处理，以确保输出栅格像元将为正方形，其边长等于矩形像元长度和宽度的平均值。
该工具支持并行处理。 如果您的计算机具有多个处理器或处理器具有多个内核，则会获得更好的性能，特别是处理较大数据集时。 使用 Spatial Analyst 进行并行处理帮助主题包括有关此功能及其配置方法的详细信息。
使用并行处理时，将写入临时数据以管理正在处理的数据区段。 默认的临时文件夹位置在您的本地
C:驱动器上。 您可以通过设置名为 TempFolders 的系统环境变量并指定要使用的文件夹路径（例如，E:\\RasterCache），来控制此文件夹的位置。 如果您具有计算机管理员权限，还可以使用注册表项（例如，[HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\ESRI\ArcGISPro\Raster]）。默认情况下，此工具将使用可用内核数的 50%。 如果输入数据的规模小于 5000 * 5000 个像元，则会使用更少的内核。 您可以通过并行处理因子环境来控制该工具使用的内核数。
当输出栅格格式为
.crf时，此工具支持金字塔栅格存储环境。 默认情况下，将在输出中创建金字塔。 对于任何其他输出格式，不支持此环境，并且不会创建金字塔。有关适用于此工具的地理处理环境的详细信息，请参阅分析环境和 Spatial Analyst。
参数
| 标注 | 说明 | 数据类型 |
|---|---|---|
|
输入表面栅格 |
输入栅格表示连续表面。 |
Raster Layer |
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强制所有边缘像元向外流动 （可选） |
指定边缘像元始终向外流还是遵循正常流动规则。
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Boolean |
|
输出下降率栅格 （可选） |
可选输出下降率栅格数据。 下降率栅格用于返回从沿流向的各像元到像元中心间的路径长度的最大高程变化率（以百分比表示）。 输出为浮点型。 |
Raster Dataset |
|
流向类型 （可选） |
指定计算测地线流向时将使用的流向法的类型。
|
String |
返回值
| 标注 | 说明 | 数据类型 |
|---|---|---|
|
输出流向栅格 |
显示了使用指定方法从每个像元到其下坡相邻像元或相邻像元的测地线流向的输出栅格。 输出将为整型。 |
Raster |
环境
自动提交, 像元大小, 像元大小投影方法, 压缩, 当前工作空间, 范围, 地理变换, 掩膜, 输出配置关键字, 输出坐标系, 并行处理因子, 金字塔, 临时工作空间, 捕捉栅格, 分块大小
许可信息
- 基本: 需要 Spatial Analyst
- 标准: 需要 Spatial Analyst
- 高级: 需要 Spatial Analyst
参考
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.