स्थलाकृतिक गीलेपन सूचकांक की गणना करना (विभिन्न एल्गोरिदम से चुनना)


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स्थलाकृतिक गीलेपन सूचकांक के रूप में व्यक्त किया जा सकता है

 Ln(a/tanB) based on the idea of Beven and Kirkby (1979)

कहाँ पे

  a is the specific catchment area (a=A/L, catchment area (A)divided by contour length(L))

तथा

  tanB is the slope 

यहां मूल विचार सरल है, लेकिन चूंकि और टैनबी दोनों की गणना करने के कई तरीके हैं , इसलिए टीडब्ल्यूआई के परिणाम व्यापक रूप से भिन्न हो सकते हैं (किन एट अल। 2011)।

प्रवाह संचय और जलग्रहण क्षेत्र की गणना की जा सकती है, उदाहरण के लिए:

 D8 (O'Callaghan, J.F. / Mark, D.M. (1984))
 D-infinity  (Tarboton, D.G. (1997)
 Triangular Multiple flow direction (Seibert, J. / McGlynn, B. (2007)

एल्गोरिदम, और कई अन्य एल्गोरिदम भी उपलब्ध हैं।

ढलान की गणना आमतौर पर पिक्सेल के आसपास स्थानीय ढलान के रूप में की जाती है (सोरेंसन एट अल। 2005)। स्थानीय ढलान की गणना पिक्सेल के आसपास न्यूनतम, औसत और अधिकतम ढलान के रूप में भी की जा सकती है। ढलान की गणना करने का एक और तरीका हैजर्ड एट अल। 2004 जहां ढलान की गणना सेल सेंटर से नीचे बिंदु d मीटर पर की जाती है।

अधिकांश जीआईएस सॉफ्टवेयर्स में ढलान एक बुनियादी उपकरण है, हालांकि गणना अलग-अलग हो सकती है। यहाँ कुछ उदाहरण हैं: ESRI: http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/index.cfm?TopicName=Calculating_slope SAGA: http://sourceforge.net/apps/trac/saga-gis/wiki/Terrain% 20Analysis% 20% 20Morphometry% 20module% 20library

जैसा कि आप देख सकते हैं कि एक और tanB दोनों की गणना के लिए कई विकल्प उपलब्ध हैं। तो, सवाल यह है कि व्यवहार में, इन विभिन्न एल्गोरिदम का उपयोग करके टीडब्ल्यूआई की गणना करने का उचित (सबसे अच्छा) तरीका क्या है? या कोई है?

मुझे व्यक्तिगत रूप से सागा में काम करना पसंद है, मुख्यतः क्योंकि ओपन सोर्स हाइड्रोलॉजी टूल्स का एक बड़ा चयन है।

Ps मुझे यह जानने के लिए एक कठिन समय मिल रहा है कि सागा जीआईएस में कैचमेंट ढलान की गणना कैसे की जाती है, और वास्तव में इसका क्या मतलब है। (टेरेन विश्लेषण-निर्जलीकरण: समानांतर क्षेत्र)।

EDITED: SAGA Forums से वोल्कर विचमैन द्वारा उत्तर दिया गया: "कैचमेंट एरिया (समानांतर) मॉड्यूल के कैचमेंट स्लोप आउटपुट ग्रिड की गणना इस तरह की जाती है: प्रत्येक सेल के लिए, स्थानीय ढलान की गणना Zeberbergen & Thorne के दृष्टिकोण का उपयोग करके की जाती है। ये ढलान मूल्य हैं। संचित ढलान। अंत में, प्रत्येक सेल के लिए संचित ढलान मूल्यों को सेल के व्युत्पन्न कैचमेंट क्षेत्र द्वारा विभाजित किया जाता है। ग्रिड की इकाई रेडियन हैं। "

"स्थलाकृतिक गीलेपन सूचकांक (TWI) मॉड्यूल को इनपुट के रूप में एक सामान्य ढलान ग्रिड की आवश्यकता होती है।"

संदर्भ:

बेवेन और किर्क्बी 1979. बेसिन हाइड्रोलॉजी का एक भौतिक रूप से आधारित चर योगदान क्षेत्र मॉडल। जल विज्ञान विज्ञान बुलेटिन, 24, पीपी 43–69।

हजरत एट अल। 2004. स्थानीय जल निकासी पर नियंत्रण को कम करने के लिए एक नया स्थलाकृतिक सूचकांक। जल संसाधन अनुसंधान , 40, W05602, doi: 10.1029 / 2004WR003130।

ओ'कालाघन, जेएफ और मार्क, डीएम 1984। डिजिटल उन्नयन डेटा से जल निकासी नेटवर्क की निकासी। कंप्यूटर विजन, ग्राफिक्स और इमेज प्रोसेसिंग , 28: 323-344

किन एट अल। 2011. अधिकतम डाउनस्लीप ढाल के आधार पर स्थलाकृतिक गीलेपन सूचकांक कंप्यूटिंग के लिए एक दृष्टिकोण। प्रिसिजन एग्रीक 12: 32–43।

Seibert, J. और McGlynn, B. 2007. एक नया त्रिकोणीय बहु प्रवाह दिशा एल्गोरिथ्म है, जो कि गिरी हुई डिजिटल ऊंचाई मॉडल, वाटर रीसस रिसर्च , वॉल्यूम से अपस्टॉप क्षेत्रों की गणना करता है । 43, W04501

सोरेंसन एट अल। 2005. स्थलाकृतिक गीलेपन सूचकांक की गणना पर: क्षेत्र टिप्पणियों के आधार पर विभिन्न तरीकों का मूल्यांकन। Hydrol। पृथ्वी के सीस। विज्ञान। चर्चा करें। , 2, 1807–1834

टेरबॉटन, डीजी 1997। ग्रिड डिजिटल ऊंचाई मॉडल, पानी के स्रोत अनुसंधान , Vol.33, नंबर 2, पी। 309-319 में प्रवाह दिशाओं और अपस्टॉप क्षेत्रों के निर्धारण के लिए एक नई विधि।

जवाबों:


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मुझे लगता है कि SAGA GIS फोरम की यह पोस्ट आपके प्रश्न का उत्तर देने में उपयोगी साबित हो सकती है कि ढलान की गणना कैसे की जाती है:

https://sourceforge.net/p/saga-gis/discussion/354013/thread/27ecdc6b/

इसके अलावा, TWI की मेरी समझ के आधार पर (हाइड्रोलॉजिकल मॉडलिंग में शामिल पीएचडी हाइड्रोलॉजी छात्र), घातांक के साथ डी-इन (टारबॉटन), एमएफडी-एमडी (किन), डेमॉन (कोस्टा-कैब्रल), और एमएफडी (क्विन)। p = 1.1 (Freemann) TWI गणना में संचय क्षेत्र 'a' के निर्धारण के लिए सबसे अच्छा विकल्प है।

मुझे लगता है कि सोरेंसन का काम, और किन का काम, मेरी खुद की अर्ध-पेशेवर राय पर विश्वास करता है। हालांकि, किन के बेहतर एल्गोरिथ्म (MFD-md) के रूप में के माध्यम से परीक्षण किया और दूसरों के रूप में ज्यादा के रूप में इस्तेमाल नहीं किया गया है।

जब मैं सागा का इस्तेमाल किया है TWI गणना करने के लिए, मैं पहले का उपयोग कर ढलान की गणना ढलान में सराहना भू-भाग विश्लेषण / Morphometry / ढाल, पहलू, वक्रता मॉड्यूल , डिफ़ॉल्ट एल्गोरिथ्म मंच पोस्ट में उल्लेख का उपयोग कर। तब मैं मैदानी क्षेत्र (पी = 1.1, फ्रीमैन से) के रूप में एमएफडी एल्गोरिथ्म या डी-इन्फो एल्गोरिथ्म का उपयोग करके टेरियन एनालिसिस / हाइड्रोलॉजी / कैचमेंट एरिया / कैचमेंट एरिया (समानांतर) पसंद का उपयोग करके कैचमेंट एरिया की गणना करता हूं ।

फिर मैं इलाके को "1 / सेल आकार" में बदलने और मानक गणना का उपयोग करने के विकल्पों के साथ टेरिन एनालिसिस / हाइड्रोलॉजी / टॉपोग्राफिक इंडेक्स / टॉपोग्राफिक वेटनेस इंडेक्स (TWI) में TWI विकल्प चलाता हूं । मैं विशिष्ट जलग्रहण क्षेत्र में परिवर्तित होता हूं क्योंकि यही मूल निर्माण बेवेन और किर्कबी ने किया था। "मानक" और "TOPMODEL" के बीच अंतर के रूप में, मुझे यकीन नहीं है कि यह क्या है - अभी खुद को देख रहा है।

संदर्भ पृष्ठ 106 अधिक विशिष्ट सहायता के लिए लिंक की गई पीडीएफ के आगे: http://sourceforge.net/projects/saga-gis/files/SAGA%20-%20Documentation/SAGA% 20Documents / SansManual.pdf / डाउनलोड

मैं जोड़ना भूल गया, यह सब मानता है कि डीईएम सिंक को भरने से पहले से तैयार किया गया है। यह एक और जटिल विषय है, जिसमें दो (मुख्य) अलग-अलग विकल्प हैं।

आशा है कि ये आपकी मदद करेगा!

टॉम

@Reima के लिए PS संपादन:

यह कुछ ऐसा है जिसे मैंने हाल ही में खोदा है, और मैं स्वीकार कर सकता हूं कि मुझे नहीं लगता कि मैं अभी तक नीचे पहुंचा हूं! मैं लिंडसे और पंथ की विधि को पसंद करता हूं, जो न्यूनतम प्रभाव दृष्टिकोण है जो कुल स्थलाकृतिक प्रभाव (आधिकारिक तौर पर "इम्पैक्ट रिडक्शन एलगोरिदम" - IRA) के आधार पर ब्रीचिंग या फिलिंग को चुनता है, जो मुझे लगा कि उनके टेरिस एनालिसिस सॉफ्टवेयर टूल (पूर्व में TAS) में लागू किया गया था। अब व्हाइटबॉक्स गैट - लिंक: http://www.uoguelph.ca/~hydrogeo/Whitebox/ )।

हालांकि, यहां तक ​​कि उनके उपकरण अन्य भरने की योजनाओं को लागू करने के लिए लगता है:

  1. वांग और लियू (2006) द्वारा सिंक / डिप्रेशन फिलिंग एल्गोरिदम (मूल, लेकिन बहुत तेजी से) - जो मुझे विश्वास नहीं है कि इरा तरीके से काम करता है, लेकिन जिस तरह से आर्केप सिंक / डिप्रेशन को भरता है, बस सीधे बिना किसी हलचल के ।

  2. और प्लैंकन और डार्बौक्स (2001) का सिंक / डिप्रेशन फिलिंग, जो एक डीईएम को बाढ़ देता है और फिर बिट द्वारा पानी को थोड़ा हटा देता है - यह दायर क्षेत्र पर एक ढलान लागू कर सकता है, जो मुझे लगता है कि टीआई गणना में सुधार हो सकता है।

ArcMap में एक नया "de-pitting" ऐड-ऑन ( http://blogs.esri.com/esri/arcgis/2013/03/05/optimized-tool-for-dem-pit-removal-now-available ) है। यह लिंडसे और पंथ IRA के समान लगता है, लेकिन मैंने यह निर्धारित करने के लिए अभी तक उद्धृत पेपर नहीं पढ़ा है कि यह समान कैसे है। यह तरीका देखने लायक हो सकता है।

मुझे अपनी धारणा की जांच करने में भी दिलचस्पी है कि टीआई गणना को डीईएम की आवश्यकता है। मेरे पास तीन अलग-अलग आकार के वाटरशेड डीईएम हैं (<100 वर्ग किमी, 100-1000 वर्ग किमी,> 1000 वर्ग किमी), 10 मीटर एनईडी डेटा से एक आकृति फ़ाइल का उपयोग करके क्लिप किया गया। ये भरे हुए नहीं हैं, क्योंकि आकार फ़ाइल पहले से ही वाटरशेड परिसीमन प्रदान करती है। मैं सभी तीन वाटरशेड पर सागा जीआईएस टीआई गणना (एमएफडी, पी = 1.1) चलाने जा रहा हूं, दोनों भरे और अनफ़िल्ड डीईएम पर, आर्कमैप्स भरने की योजना (पुराने और नए), और वांग और लियू एल्गोरिथ्म (व्हाइटबॉक्स में, शायद) का उपयोग करके SAGA में), और प्लैनचॉन और डार्बोक्स एल्गोरिथ्म (व्हाइटबॉक्स में, शायद SAGA में)। मैं अपने हाइड्रोलॉजिकल मॉडल में एम्बेडेड टीआई गणना का उपयोग करके टीआई मानों की गणना भी करूंगा।

यदि आप चाहें, तो मैं इन परिणामों को आपके साथ साझा कर सकता हूं। मैं उन्हें एक या एक महीने के लिए नहीं रख सकता, हालांकि, मेरे पास अन्य प्रासंगिक शोध हैं, जिन पर मेरा ध्यान वर्तमान में है, लेकिन मुझे अपनी टीआई गणना प्रक्रिया को नवीनतम मई के मध्य तक परिष्कृत करना होगा।


प्रवेश टॉम के लिए धन्यवाद! ऐसा लगता है कि हमारे पास लगभग समान कार्य प्रवाह है। डीईएम का प्रीप्रोसेसिंग वास्तव में एक अन्य विषय है, खासकर जब सड़क, पुल आदि प्राकृतिक प्रवाह की दिशा और संचय को दूषित करते हैं। क्या मैं आपसे पूछ सकता हूं कि सिंक भरने के लिए आपकी डिफ़ॉल्ट विधि क्या है और आप डेम के प्रीप्रोसेसिंग में झीलों को कैसे संभालते हैं? मैंने सभी झीलों को हटाना समाप्त कर दिया क्योंकि हर भरने वाले सिंक विकल्प में इन पानी के बेसिन को ऊपर उठाने की प्रवृत्ति होती है, जो वास्तव में वे हैं, जिससे झीलों के पास जानकारी का नुकसान होता है।
रीमा लागू

@reima, ऊपर देखें। मैं अभी तक झीलों के लिए कुछ खास नहीं करता हूं। मेरा सारा ध्यान स्ट्रीम / रिवर आउटलेट पर डिस्चार्जिंग की भविष्यवाणी करने पर है - मैंने अभी तक अपने दिमाग को लपेटा नहीं है कि झीलें इस सब के साथ कैसे बातचीत करेंगी। इसके अलावा, मुझे लगता है कि मुझे स्पष्ट करना चाहिए, टीआई गणना में आप "कैचमेंट ढलान" नहीं चाहते हैं। आप सामान्य ढलान चाहते हैं - बस यह सुनिश्चित करना चाहते हैं कि SAGA GIS फोरम लिंक से स्पष्ट था जो मैंने प्रदान किया था।
त्रिगुटमोट

हां, (मैंने स्थानीय ("सामान्य") ढलान के बारे में भाग को इटैलिक करने की कोशिश की, लेकिन मुझे लगता है कि यह थोड़ा अस्पष्ट (मेरा बुरा) रह जाएगा। मैंने अब तक वांग लियू 2006 के भरने के तरीके का उपयोग करके समाप्त कर दिया है, लेकिन अगर मैं इस विषय को जारी रखता हूं, मुझे निश्चित रूप से गहरी खुदाई करनी होगी। मैं आपके परिणामों के बारे में बहुत चिंतित हूँ!
रीमा लागू

@reima, कृपया मेरे उत्तर को उत्तर के रूप में स्वीकार करें यदि आपको लगता है कि यह आपके प्रश्न को संबोधित करता है।
त्रिगर्तमोट
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