Mit der Spatial Analyst-Lizenz verfügbar.
Genaue Daten zu Wasserläufen zu erhalten und zu verstehen, wie sich Wasser durch eine Landschaft bewegt, ist unerlässlich für die Abgrenzung von Überschwemmungsgebieten und den Umgang mit Wasserressourcen. In der Regel geschieht dies durch Ableiten von hydrologischen Informationen aus digitalen Höhenmodellen (Digital Elevation Models, DEMs). DEMs werden jedoch im Allgemeinen aus Fernerkundungsdaten erstellt, wobei von oben nicht sichtbare Elemente der physischen Landschaft nicht erfasst werden. Regenwasserinfrastrukturen wie Durchlässe und andere unterirdische Infrastrukturen sind in diesen Daten nicht enthalten. Wenn nur ein DEM analysiert wird, kann sich der Mangel an Informationen zu unterirdischen Kanäle in der Analyse als Störungen im Wasser manifestieren, die nicht das reale Verhalten widerspiegeln. Das Aufspüren dieser Flächen mit gestörtem Fließverhalten kann eine bessere Konditionierung von DEMs ermöglichen.
Mit dem Werkzeug Mulden verorten können Sie Flächen lokalisieren, die topografisch niedriger liegen als das umgebende Terrain, was den Fluss des Wassers potenziell stören kann. Das Werkzeug kann diese Flächen nach räumlichen Merkmalen filtern. Die Ausgaben des Werkzeugs enthalten außerdem Informationen, die zur weiteren Filterung verwendet werden können.
Das Werkzeug verwendet eine DEM-Oberfläche als Eingabe und erstellt Polygone, die diese Fläche definieren. Diese Flächen, die auch als Mulden bezeichnet werden, liegen topografisch niedriger als ihre Umgebung. Das Werkzeug erstellt außerdem optional zugehörige Punkte für die einzelnen Mulden, die zur weiteren Filterung verwendet werden können.
Suchen von Mulden
Mulden werden gefunden, indem das ursprüngliche DEM mit einer gefüllten Version verglichen wird. Intern wird die gefüllte Version des DEM mit dem Werkzeug Füllung erstellt. Anschließend wird das ursprüngliche DEM von der gefüllten Version subtrahiert. Zellen, deren Wert sich beim Füllen des DEM ändert, sind Muldenzellen. Beim Subtrahieren des gefüllten DEM vom Original erzeugen diese Zellen Werte größer als 0.
Weitere Informationen zum Füllen von Senken und Mulden finden Sie unter Funktionsweise von "Füllung".
Wenn alle möglichen Mulden gefunden sind, werden ihre Kanten mit dem Werkzeug Grenzen glätten geglättet. Dann werden die Mulden nach den optionalen Analyseparameterwerten gefiltert. Es gibt zwei konzeptionelle Gruppen optionaler Analyseparameter: die Muldengeometrie und die Beziehung der Mulden zu ihrer Umgebung. Zur Beziehung der Mulden zu ihrer Umgebung gehört die Nähe zu einem flussabwärts gelegenen Verbindungspunkt und zu Straßen.
Nach dem Filtern der Mulden wird die endgültige Ausgabe zurückgegeben. Der Filterprozess und die Ausgaben des Werkzeugs werden weiter unten ausführlicher beschrieben.
Filtern nach Muldengeometrie
Es gibt zwei Parameter, die die Dimensionen von Mulden steuern. Mulden, deren Maximaltiefe unter dem Wert für Minimaltiefe liegt, werden nicht berücksichtigt. Mulden, deren Fläche unter dem Parameterwert Mindestfläche liegt, werden ebenfalls herausgefiltert. Nur Mulden, deren Maximaltiefe und Fläche über diesen Werten liegt, werden in der Ausgabe berücksichtigt.
Die hier betrachtete Fläche ist die Oberfläche der Oberseite der Mulde, mit anderen Worten, die Landfläche, die eine Mulde einnimmt, oder die Fläche eines Sees aus der Vogelperspektive.
Der Wert des Parameters Z-Einheit gewährleistet die korrekte Berechnung der Tiefe und die Anwendung des Parameters Minimaltiefe. Der Wert des Parameters Minimaltiefe wird bei Bedarf in Einheiten des Parameters Z-Einheit konvertiert.
Filtern nach flussabwärts gelegenen Verbindungen
Die Beziehung von Mulden zu ihrer Umgebung kann ebenfalls nützliche Informationen liefern. Durchlässe sind im Allgemeinen relativ kurz und in der Nähe von Straßen gelegen. Mit den übrigen optionalen Analyseparametern können Entfernungen angegeben werden, um einzuschränken, wie weit entfernt sich Mulden von einer flussabwärts gelegenen Verbindung und einer Straße befinden.
Eine flussabwärts gelegene Verbindung ist definiert als die Zelle, die der Kante einer Mulde am nächsten liegt und eine geringere Höhe aufweist als die Zelle mit der niedrigsten Höhe innerhalb der Mulde. Mulden mit einer flussabwärts gelegenen Verbindung, die weiter entfernt sind als mit dem Parameterwert Maximale Entfernung zur Verbindung angegeben, werden herausgefiltert. Die Entfernung wird vom Zellenmittelpunkt einer Muldenkantenzelle zum Zellenmittelpunkt der ersten gefundenen nächstgelegenen Zelle mit einem entsprechenden Höhenwert gemessen.
Abbildung 2 zeigt die Zelle mit der niedrigsten Höhe in der Beispielmulde, die in Abbildung 1 gefunden wurde. Der Höhenwert der Zelle mit der niedrigsten Höhe ist 3. Daher muss die Zelle der flussabwärts gelegenen Verbindung eine Höhe von weniger als 3 aufweisen. Die nächstgelegene Zelle mit einer Höhe von weniger als 3 ist die Zelle mit dem Höhenwert 2. Diese Zelle stellt die Position der flussabwärts gelegenen Verbindung dar.
Die Entfernung zwischen den in Abbildung 2 hervorgehobenen Zellen wird vom Zellenmittelpunkt der nächstgelegenen Zelle an der Kante der Mulde zum Zellenmittelpunkt der flussabwärts gelegenen Verbindung gemessen. Abbildung 3 veranschaulicht diese Entfernung, die in diesem Fall der Quadratwurzel von 17 oder etwa 4,12 Zellenbreiten entspricht. Wenn der Parameterwert Maximale Entfernung zur Verbindung niedriger als 4,12 Zellen wäre, wäre die Mulde daher in der Ausgabe nicht enthalten.
Filtern nach der Nähe zu Straßen
Neben der flussabwärts gelegenen Verbindung können Mulden auch nach ihrer Nähe zu Straßen gefiltert werden. Durchlässe werden verwendet, um das Wasser unter Straßen durchzuleiten, und befinden sich daher im Allgemeinen nah bei den Straßen.
Wenn Straßendaten verfügbar sind, können diese im Parameter Eingabe-Raster oder Feature-Straßen angegeben werden. Wenn die Straßendaten als Feature-Layer angegeben werden, werden sie vom Werkzeug in ein Raster-Format konvertiert. Dabei wird die Zellengröße des Eingabeoberflächen-Rasters verwendet. Wenn die Straßendaten als Raster mit einer anderen Zellengröße als für das Höhen-Raster angegeben werden, wird das Raster neu skaliert, sodass es dem Eingabeoberflächen-Raster entspricht.
Der Parameter Maximale Entfernung zu Straßen kann nur angewendet werden, wenn Straßendaten angegeben wurden. Mulden, die weiter von einer Straße entfernt sind als mit dem Parameter Maximale Entfernung zu Straßen angegeben, werden herausgefiltert.
Im Muldenbeispiel aus den vorherigen Abbildungen befindet sich eine Straße direkt unterhalb der Mulde. In Abbildung 4 wird die Straße dargestellt. Die Entfernung zwischen einer Mulde und einer Straße wird vom Zellenmittelpunkt einer Muldenkantenzelle zum Zellenmittelpunkt der Straße gemessen. Für dieses Beispiel ergibt sich eine Entfernung von einer Zelle.
Ausgabemulden und Verbindungspunkte
Nur Mulden, die allen durch die optionalen Analyseparameter festgelegten Kriterien entsprechen, sind im Parameterwert für Ausgabe-Mulden-Polygone enthalten. Diese Polygone enthalten Felder mit zusätzlichen Informationen, die Sie zur weiteren Filterung verwenden können. Die in diesen Feldern verfügbaren Informationen umfassen die Fläche und das Volumen der Mulden, die Entfernung zur nächsten Mulde, die Entfernung zum flussabwärts gelegenen Verbindungspunkt und gegebenenfalls die Entfernung zur nächsten Straße. Entfernungswerte in Feldern werden in Metern angegeben und von Zellenmittelpunkten berechnet.
Zusätzlich ist der optionale Parameter Ausgabe-Verbindungspunkte, verfügbar. Diese Ausgabe enthält für alle Ausgabemulden den niedrigsten Höhenpunkt in jeder Mulde und den entsprechenden flussabwärts gelegenen Verbindungspunkt. Das Feld POINT_TYPE enthält eine 0, wenn es sich bei dieser Position um den niedrigsten Höhenwert in der Mulde handelt, bzw. eine 1, wenn es sich um den flussabwärts gelegenen Verbindungspunkt für eine Mulde handelt. Das Feld DEP_ID enthält die Kennung der Mulde, mit der die Punkte verknüpft sind. Diese Punkte enthalten außerdem zusätzliche Felder mit Informationen, die bei der weiteren Filterung von Mulden hilfreich sein können. Entfernungswerte in Feldern werden in Metern angegeben und von Zellenmittelpunkten berechnet.