Как работает инструмент Локальное понижение (Sink)
Локальное понижение - это ячейка или набор пространственно смежных ячеек, направлению стока из которых не может быть присвоено ни одного из восьми корректных значений направлений в растре направления стока. Такое происходит в том случае, если все соседние ячейки выше, чем обрабатываемая ячейка, либо когда две ячейки перетекают друг в друга, образуя петлю из двух ячеек.
Считается, что локальные понижения имеют неопределенные направления стока; им присваивается значение, являющееся суммой из возможных направлений. Например, если максимальные значения уклона, и, следовательно, направление стока, одинаковы для правой (1) и левой (16) ячейки, в качестве значения направления стока этой ячейке будет присвоено значение 17.
Чтобы точно определить направление стока и, следовательно, суммарный сток, лучше пользоваться набором данных, в котором нет локальных понижений. Цифровая модель рельефа (ЦМР), которая обработана с целью удаления всех локальных понижений, носит название ЦМР без понижений.
Локальные понижения в данных по высотам, как правило, возникают из-за ошибок в данных. Эти ошибки зачастую вызваны методами выбора опорных точек и округлением высот до целых чисел. Естественно, возникающие локальные понижения в данных по высотам с размером ячеек 10 метров или более встречаются редко (Mark, 1988), за исключением ледников или карстовых областей, и, в целом, могут рассматриваться как ошибки. По мере того, как увеличивается размер ячейки, количество локальных понижений в наборе данных зачастую тоже увеличивается.
Определение и удаление локальных понижений, при создании ЦМР без понижений, является итеративным процессом. Когда локальное понижение заполняется, границы заполняемой области могут создавать новые локальные понижения, которые необходимо заполнить. Разделы, касающиеся инструмента Заполнение зон (Zonal Fill) помогают разъяснить, как создать ЦМР без понижений.
Иногда полезно знать глубину локального понижения или группы локальных понижений. Эта информация может быть использована для определения подходящего ограничения по высоте (Z limit) для инструмента Заполнение локальных понижений (Fill) или для понимания типа ошибок, присутствующих в данных.
 |
Профиль локального понижения |
Пример:
Процедура с использованием инструментов геообработки для заполнения локальных понижений:
- Используйте инструмент Локальное понижение (Sink) для создания растра локальных понижений, кодированных значением глубины.
Входной растр направления потока (Input flow direction raster) : flowdir
Выходной растр (Output raster) : sinks
- Используйте инструмент Водораздел (Watershed) для создания растра участков, с которых выполняется сток в каждое локальное понижение.
Входной растр направления потока (Input flow direction raster) : flowdir
Входные растровые или векторные данные точек устьев (Input raster or feature pour point data) : sinks
Выходной растр (Output raster) : sink_areas
- Используйте инструмент Зональная статистика (Zonal Statistics) с минимальной статистикой для создания растра минимальных высот в водосборе каждого локального понижения.
Входные растровые или векторные данные зон : sink_areas
Поле зоны : Значение
Входной растр значений : Входной растр высот
Выходной растр (Output raster) : sink_min
Тип статистики (Statistics type) : MINIMUM
- Используйте инструмент Заполнение зон (Zonal Fill) для создания растра максимальной высоты в водосборе каждого локального понижения.
Выходной растр (Input zone raster) : sink_areas
Входной растр весов (Input weight raster) : высота
Выходной растр (Output raster) : sink_max
- Используйте инструмент Вычитание (Minus) для того, чтобы вычесть минимальное значение из максимального значения для поиска глубины.
Входной растр (Input raster 1) : sink_max
Входной растр 2 (Input raster 2) : sink_min
Выходной растр (Output raster) : sink_depth
Это такая же процедура с использованием Алгебры карт (Map Algebra) в ArcPy:
sinks = Sink(flowdir
sink_areas = Watershed(flowdir, sinks)
sink_min = ZonalStatistics(sink_areas, "Value", elevation, "Minimum")
sink_max = ZonalFill(sink_areas, elevation)
sink_depth = Minus(sink_max, sink_min)
Литература
Mark, D. M. 1988. «Network Models in Geomorphology». Modelling Geomorphological Systems, ed. M. G. Anderson. Джон Уили и сыновья, 2002. 73–97.