Fonctionnement de l’outil Flux focal

Disponible avec une licence Spatial Analyst.

L’outil Flux focal utilise le voisinage 3 x 3 immédiat autour de chaque cellule pour déterminer laquelle des huit cellules voisines s’écoulent dans la cellule considérée. Le flux est défini par n’importe quelle cellule du voisinage dont la valeur est supérieure à celle de la cellule de traitement. Très souvent, les valeurs représentent le mouvement des fluides, notamment de l’eau qui se déplace sur une surface d’altitude ou sur une pente. Néanmoins, le flux peut correspondre à n’importe quel mouvement que vous définissez, comme la manière dont un contaminant se déplace vers un emplacement dont la concentration est inférieure. Le flux focal fait appel à la méthode de « fenêtre mobile » pour traiter un jeu de données de la même manière que l’outil Statistiques focales. Toutefois, le calcul des valeurs en sortie peut différer.

Pour savoir si une cellule de voisinage déterminée s’écoule dans la cellule de traitement, vous devez soustraire la valeur de chaque cellule de voisinage de la cellule de traitement. Si une valeur est positive, la cellule du voisinage ne s’écoule pas dans la cellule de traitement. En revanche, elle s’écoule lorsque la valeur est négative. Si aucune cellule ne s’écoule dans la cellule de traitement, l’emplacement est associé à la valeur 0. Si vous avez fixé un seuil, la différence entre la valeur de la cellule du voisinage moins la valeur de la cellule de traitement doit être supérieure au seuil pour que le flux puisse circuler. Dans le cas contraire, aucun flux ne provient de la cellule de voisinage.

La gestion d’une combinaison de flux provenant de plusieurs cellules de voisinage dans une cellule de traitement unique intervient au moyen de la représentation binaire de cette cellule de traitement. Chaque bit de la représentation binaire de la cellule de traitement correspond à un emplacement de cellule de voisinage. La cellule située immédiatement à droite de la cellule de traitement a la valeur 1. Le voisin en bas à droite a la valeur 2. Celui qui se trouve juste en dessous a la valeur 4, et ainsi de suite, jusqu’à ce que vous obteniez la valeur 128 (puissance de deux, puisque la représentation est binaire) pour le dernier voisin en haut à droite.

Codage de la direction du flux focal

Si une cellule du voisinage s’écoule dans la cellule de traitement, le bit qui représente l’emplacement de voisinage (voir le diagramme précédent) est activé ou reçoit la valeur 1. Si une cellule du voisinage ne s’écoule pas dans la cellule de traitement, le bit qui représente l’emplacement est désactivé ou reçoit la valeur 0. Lorsque tous les emplacements de voisinage ont été testés pour la circulation, aucun, un, plusieurs ou tous les bits peut être activé (affecté un 1). La représentation binaire pour tous les bits est reconvertie en base₁₀ conformément au motif flux-bits. La base₁₀ est ensuite attribuée à la cellule de traitement. Le codage attribue un nombre distinct à chaque combinaison possible de nombres en amont. Le nombre total de combinaisons de flux dans une cellule de traitement est 255.

Exemples

Voici quelques exemples expliquant comment la valeur en sortie est obtenue :

• Cellule qui reçoit le flux en provenance de la cellule adjacente supérieure gauche

  La position du flux provenant de la cellule adjacente supérieure gauche est de 6 bits de voisinage (reportez-vous au graphique précédent qui décrit le codage d’un flux focal). La valeur de base₁₀ correspondant à cette position de bit est 32.

• Cellule qui reçoit le flux de plusieurs cellules

  Dans le graphique suivant, trois cellules autour de la cellule de traitement ont une valeur plus élevée. Il s’agit de la cellule sur sa droite (la première position), de celle qui se trouve en bas à gauche (le quatrième bit) et de celle qui apparaît juste au-dessus (position du septième bit). Par conséquent, le premier, le quatrième et le septième bit sont activés (ou associés à la valeur 1). Cette configuration binaire renvoie le résultat 73 en base₁₀. Elle est enregistrée à l’emplacement de la cellule de traitement dans le raster en sortie.

  

• Cellule qui reçoit le flux des huit cellules environnantes

  Prenons une cellule dans laquelle tous les voisins s’écoulent. La valeur en sortie doit être la somme de toutes les positions de bits comprises entre 1 et 128. Le résultat obtenu correspond au calcul de 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1, soit 255.