Ein Geomorphon ist eine Darstellung einer Landschaft, die auf Höhenunterschieden innerhalb des umgebenden Bereichs einer Zielzelle basiert. Insgesamt 498 eindeutige Geomorphon-Muster können in 10 allgemeine Landformtypen klassifiziert werden: Ebene, Gipfel, Grat, Schulter, Felssporn, Hang, Senke, Unterhang, Tal und Mulde (Jasiewicz und Stepinski, 2012).
Der Wert des Parameters Ausgabe-Landformen-Raster (out_landforms_raster in Python) ist die primäre Ausgabe. Dieses Raster stellt das Ergebnis der Geomorphon-Klassifizierung in 10 Landformtypen auf Grundlage einer Lookup-Tabelle dar. Das Geomorphon-Muster ist eine optionale Ausgabe, die durch Angeben des Parameterwertes Ausgabe-Geomorphon-Raster (out_geomorphons_raster in Python) gespeichert werden kann. Dieses Raster stellt die eindeutige Kennung des Geomorphon-Musters dar. Es kann zum Klassifizieren von Geomorphonen in andere Landformen als die im Wert Ausgabe-Landformen-Raster verwendet werden.
Der umgebende Bereich, der Analysebereich, einer Zielzelle wird mit den Parametern Suchentfernung (search_distance in Python) und Sprungentfernung (skip_distance in Python) bestimmt. Mit diesen Parametern wird der Radius des Bereichs definiert, der zum Berechnen des Geomorphon-Musters einer Zielzelle verwendet wird. Mit dem Parameter Sprungentfernung wird die Entfernung von der Zielzelle angegeben, bei der der Analysebereich beginnt. Mit dem Parameter Suchentfernung wird angegeben, bis wohin sich der Bereich erstreckt. Der Wert des Parameters Sprungentfernung muss kleiner sein als der Wert des Parameters Suchentfernung.
Wenn für den Parameter Suchentfernung ein großer Wert verwendet wird, ergibt sich ein großer Analysebereich, der möglicherweise mehr Informationen zum umgebenden Terrain liefert und für den eine Zielzelle als Teil eines großen Landschafts-Features besser klassifiziert werden kann. Gleichzeitig kann es bei einem großen Wert die passieren, dass kleine Landschafts-Features übergangen werden. So kann zum Beispiel eine Zelle in einem kleinen Analysebereich (kleiner Wert für Suchentfernung) als Ebene klassifiziert werden, in einem größeren Analysebereich (großer Wert für Suchentfernung) hingegen als Tal. Kleinere Werte für den Parameter Suchentfernung führen zu kleinen Analysebereichen, in denen große Landschafts-Features möglicherweise in kleinere Features aufgeteilt und entsprechend klassifiziert werden.
Wenn Sie einen Wert für den Parameter Sprungentfernung angeben, stehen weiter von der Zielzelle entfernte Bereiche im Fokus, und es wird ein glatteres klassifiziertes Landformen-Raster generiert. Wenn für Sprungentfernung kein Wert angegeben ist, werden beim Identifizieren des Geomorphon-Musters alle benachbarten Zellen im Analysebereich berücksichtigt.
Mit dem Parameter Winkelgrenzwert für flaches Terrain (angle_threshold in Python) wird die Differenz zwischen den Sichtbarkeitslinienwinkeln angegeben, unterhalb derer der sichtbare umgebende Bereich als Ebene eingestuft wird. Berücksichtigen Sie beim Bestimmen des Wertes für den Parameter Winkelgrenzwert für flaches Terrain die Zellengröße des Wertes für den Parameter Eingabe-Oberflächen-Raster. Beispielsweise entspricht eine Differenz von 1 Grad für ein Eingabe-Raster mit einer hohen Zellengröße einem Höhenunterschied von mehreren Metern. Ein großer Wert für den Parameter Winkelgrenzwert für flaches Terrain führt dazu, dass mehr Bereiche als Ebene identifiziert werden.
Durch Angeben des Wertes für Z-Einheit (z_unit in Python) stellen Sie sicher, dass Höhenunterschiede und Sichtbarkeitslinienwinkel, die zum Generieren des Geomorphon-Musters und der Landformklassifizierung verwendet werden, richtig berechnet werden.
Wenn das vertikale Koordinatensystem des Eingabe-Rasters eine Z-Einheit enthält, wird sie automatisch angewendet. Es wird empfohlen, eine Z-Einheit für das Eingabe-Raster zu definieren, wenn im Eingabe-Oberflächen-Raster keine vorhanden ist. Mithilfe des Werkzeugs Projektion definieren können Sie eine Z-Einheit angeben. Wenn keine vertikale Koordinate definiert ist, werden Meter als Standardeinheit verwendet. Das Werkzeug erzeugt eine Warnung, wenn der angegebene Wert für die Z-Einheit basierend auf der Berechnung von Sichtbarkeitslinienwinkeln für die einzelnen Himmelsrichtungen falsch ist. Wenn zum Beispiel die DEM-Höhenwerte in Metern vorliegen, während für den Parameter Z-Einheit Zentimeter angegeben sind, wird das Terrain als Ebene betrachtet, und die Landformen werden nicht richtig klassifiziert.
NoData-Zellen im Oberflächen-Raster werden ignoriert, und diesen Zellen wird NoData in den Werten der Parameter Ausgabe-Landformen-Raster und Ausgabe-Geomorphon-Raster zugewiesen.
Referenzliste:
Jasiewicz, J. und Stepinski, T. J., Geomorphons - a pattern recognition approach to classification and mapping of landforms, Geomorphology, 182, 15. Januar 2013: 147–56. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2012.11.005