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Funktionsweise von "Senke"

Mit der Spatial Analyst-Lizenz verfügbar.

Eine Senke ist eine Zelle oder ein Satz räumlich verbundener Zellen, deren Fließrichtung keiner der acht gültigen Werte in einem Fließrichtungs-Raster zugewiesen werden kann. Dies kann auftreten, wenn alle benachbarten Zellen höher als die bearbeitete Zelle sind, oder wenn zwei Zellen ineinander fließen und eine Schleife mit zwei Zellen schaffen.

Fließrichtungen von Senken gelten als nicht definiert und ihnen wird ein Wert zugewiesen, der der Summe ihrer möglichen Richtungen entspricht. Wenn beispielsweise die stärkste Absenkung und daher die Fließrichtung rechts (1) und links (16) identisch sind, wird der Wert 17 als Fließrichtung für diese Zelle zugewiesen.

Um eine genaue Darstellung der Fließrichtung und damit der Abflussakkumulation zu erstellen, empfiehlt sich die Verwendung eines Datasets ohne Senken. Ein digitales Höhenmodell (DEM), das verarbeitet wurde, um alle Senken zu entfernen, wird als DEM ohne Senken bezeichnet.

Senken in Höhendaten sind im Allgemeinen auf Fehler in den Daten zurückzuführen. Diese Fehler werden häufig durch Stichprobeneffekte und das Runden von Höhenwerten auf Ganzzahlwerte verursacht. Natürlich auftretende Senken in Höhendaten mit einer Zellengröße von 10 Metern oder größer sind selten (Mark 1988) und können in der Regel als Fehler angesehen werden, ausgenommen es handelt sich um Gletscher- und Karstgebiete. Da sich die Zellengröße erhöht, steigt auch häufig die Anzahl der Senken in einem Dataset.

Beim Erstellen eines DEMs ohne Senken ist das Identifizieren und Entfernen von Senken ein iterativer Prozess. Beim Füllen einer Senke können an den Grenzen der gefüllten Fläche möglicherweise neue Senken entstehen, die auch gefüllt werden müssen. Weitere Informationen zum Erstellen von DEMs ohne Senken finden Sie in den Themen zum Werkzeug Zonales Füllen.

Es kann hilfreich sein, die Tiefe einer Senke oder Gruppe von Senken zu kennen. Mit diesen Informationen kann Folgendes ermittelt werden: ein geeigneter Wert für das Z-Limit für das Werkzeug Füllung und welcher Typ von Fehlern in den Daten vorhanden ist.

Profilansicht einer Senke
Profilansicht einer Senke

Beispiel

Das folgende Verfahren dient zum Füllen von Senken mithilfe von Geoverarbeitungswerkzeugen:

  1. Verwenden Sie Senke, um ein Raster mit Senken zu erstellen, die mit Tiefe codiert sind.

    Eingabe-Fließrichtungs-Raster : flowdir

    Ausgabe-Raster : Senken

  2. Verwenden Sie Abflussgebiet, um ein Raster der relevanten Fläche für jede Senke zu erstellen.

    Eingabe-Fließrichtungs-Raster : flowdir

    Eingabe-Raster oder -Features mit Abflusspunktdaten : Senken

    Ausgabe-Raster : sink_areas

  3. Verwenden Sie Zonale Statistiken mit der minimalen Statistik, um ein Raster minimaler Höhe im Abflussgebiet jeder Senke zu erstellen.

    Eingabe-Raster- oder -Feature-Zonen-Daten : sink_areas

    Zonenfeld : Wert

    Eingabewert-Raster : Höhe

    Ausgabe-Raster : sink_min

    Statistiktyp : MINIMUM

  4. Verwenden Sie Zonales Füllen, um ein Raster maximaler Höhe im Abflussgebiet jeder Senke zu erstellen.

    Eingabe-Zonen-Raster : sink_areas

    Eingabe-Gewichtungs-Raster : Höhe

    Ausgabe-Raster : sink_max

  5. Verwenden Sie das Werkzeug Minus, um den Minimalwert vom Maximalwert zu subtrahieren und die Tiefe erneut zu ermitteln.

    Eingabe-Raster 1 : sink_max

    Eingabe-Raster 2 : sink_min

    Ausgabe-Raster : sink_depth

Die Vorgehensweise ist identisch mit der Verwendung von Map Algebra in 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)

Referenz

Mark, D. M. 1988. "Network Models in Geomorphology." Modelling Geomorphological Systems, ed. M. G. Anderson. New York: John Wiley. 73–97.

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