Как работает инструмент Насыпи/Выемки

Операция 'насыпи/выемки' — это процедура, при которой высота поверхности рельефа меняется за счет удаления или добавления поверхностного материала.

Инструмент Насыпи/Выемки подсчитывает площади и объемы, которые меняются в результате операции 'насыпи/выемки'. Если взять поверхности для одного и того же места на два различных момента времени, инструмент сможет определить те участки, с которых материал был удален, те участки, на которые материал был добавлен, а также те участки, где поверхность не претерпела изменений.

Применение функций путевых расстояний

С помощью инструмента Насыпи/Выемки (Cut Fill) вы можете сделать следующее.

• Определять участки эрозии и накопления осадочного материала в долине реки.
• Вычислять объемы и площади поверхностного материала, который должен быть удален, а также площади и объемы участков, которые должны быть выровнены до уровня площадки под строительство.
• Выявлять участки, которые часто заполняются поверхностным материалом во время грязевых оползней, а также определять безопасные для строительства домов участки со стабильным грунтом.

Отображение

При выполнении инструмента Насыпи/Выемки (Cut Fill) по умолчанию к выходным данным применяется специализированная шкала, которая позволяет выделить участки насыпей и участки выемок. Определяющим фактором для применения данных условных обозначений является таблица атрибутов выходного растра; положительный объем соответствует тем участкам, где материал был удален (участкам выемок), а отрицательный объем соответствует участкам, где материал был добавлен (участкам насыпей).

За примером обратитесь к Иллюстрации в документации инструмента.

Использование инструмента Насыпи/Выемки (Cut Fill) для морфологии реки

При использовании морфологии реки в качестве примера для отслеживания количества и местоположения эрозии и отложений в долине реки, необходимо взять ряд сечений через долину и обследовать на регулярной основе в целях выявления областей эрозии и накопления осадков.

На приведенных рисунках показаны поперечные разрезы поверхности, которая претерпела определенные изменения: с некоторых участков материал был удален, а на другие участки был добавлен.

На первом рисунке показана поверхность в начальном состоянии:

Профиль поверхности "до "

Второй рисунок иллюстрирует состояние поверхности после некоторого отрезка времени, в течение которого на эту поверхность действовали эрозионные силы и силы осадконакопления:

Профиль поверхности "после "

На третьем рисунке показано, как инструмент Насыпи/Выемки (Cut Fill) определяет участки, где материал был удален (вынут) и участки, где он был добавлен (насыпан):

Эрозия и накопление осадков инструмента Насыпи/Выемки

Вычисления

Выходной растр сохраняет некоторые свойства изменений в своей таблице атрибутов.

Определенные области, имеющие общие ребра

Сначала, начиная с правого верхнего угла каждому уникальному связанному через ребро участку выемки, насыпи или участку без изменений, присваивается последовательное значение.

На следующем рисунке показаны различные типы связности:

Участки насыпи/выемки

Вычисление объема

Для каждого из участков насыпи/выемки вычисляется объем. Для каждой ячейки объем вычисляется по следующей формуле:

  Vol = (cell_area) * ΔZ

• где:

    ΔZ = ZBefore - ZAfter

Например, конкретная ячейка имеет исходное Z значение, равное 235, размер ячейки при этом 10 метров. Если на данном участке была вырыта яма глубиной 3 метра, объем будет вычислен по следующей формуле:

  Vol = (10m * 10m) * (235m - 232m)
      = 100m2 * 3m
      = 300m3

Примечание:

Исходя из этой формулы, на участках, где материал был удален, объем будет положительным (большее значение - меньшее значение > 0). Когда материал добавляется, объем будет отрицательным (меньшее значение - большее значение < 0).

Вычисление площади

Для каждого участка насыпи или выемки также вычисляется площадь. Площадь подсчитывается путем простого умножения количества ячеек на участке (поле Count) на размер ячейки растра.

Таблица атрибутов

Пример таблицы атрибутов для выходного растра:

ObjectID   Value   Count           Volume        Area
       0       1   55819            0.000   258107056
       1       2     707   -137415060.250     3269168
       2       3      65   -114913516.625      300560
       3       4     810   1235057106.000     3745440

Положительные значения объема указывают на области, которые имели выемки материала (удаление) и отрицательные значения объема для областей, которые имели насыпи материала (добавление).