Входным растром поверхности может быть цифровая модель рельефа (ЦМР) без предварительно заполненных локальных понижений, или гидрологически корректная ЦМР. Инструмент не чувствителен к ошибкам в растре поверхности, которые интерпретируются как впадины или локальные понижения, в которых поток останавливается - принудительное заполнение не требуется.
Направление стока и суммарный сток вычисляются по принципу ячейка за ячейкой, путем оптимальной трассировки по входной растровой поверхности, следуя направлению к соседней ячейке с наименьшим перепадом высот (Metz et al., 2011; Ehlschlaeger, 1989).
Выходной растр суммарного стока (out_accumulation_raster в Python) - основной результирующий набор данных. Это растр, представляющий суммарный сток в каждой ячейке, определенный как сумма весов для всех ячеек, которые стекают в каждую ячейку. Та ячейка, которая обрабатывается в текущий момент времени, не учитывается в сумме.
Вы можете сохранить выходной растр направления стока, указав параметр Выходной растр направления стока (out_flow_direction_raster в Python). Растр, представляющий направление стока.
Можно указать значение Входного растра суммарных весов (in_weight_raster в Python), чтобы применить к каждой ячейке вес при расчете суммарного стока.
Если поверхность, представленная входным растром, содержит истинные локальные понижения, их необходимо указать в параметре Входные растровые или векторные данные понижений (in_depressions_data в Python), чтобы идентифицировать ячейки, в которые поток может стекать, но не вытекать наружу. Информация о локальных понижениях может быть представлена либо классом объектов, либо растром. Класс объектов может быть точечный, полилинейный или полигональный.
Инструмент Получить непрерывный поток поддерживает алгоритмы моделирования направления стока: D8 и Множественные направления стока (MFD).
Если указана опция D8 для Типа направления стока (flow_direction_type in Python), стоку присваивается одно направление в сторону максимального уклона. Максимальный уклон вычисляется как разница в z-значении, деленная на расстояние между центрами ячеек, (1 для кардинальных ячеек и квадратный корень из 2 для диагональных ячеек) (Jenson and Domingue, 1988). Выходной растр будет содержать только целочисленные значения от 1 до 255. Значения от центра для каждого направления указаны на следующей схеме:
Если для ячейки характерно одно и то же изменение в z-значении в нескольких направлениях, направление стока D8 считается неопределенным. В таких случаях, значение для этой ячейки в выходном растре направления стока будет суммой возможных направлений.
Если выбрана опция MFD для Типа направления стока, поток разделяется по всем соседям ниже по склону. Доля стока в каждой ячейке окрестности (фракция) вычисляется как функция максимального градиента стока, допустимая по локальным условиям поверхности (Qin et al., 2007). Выходной растр направления стока содержит только целочисленные значения, показывающие доминирующее направление стока (в сторону ячейки, получающий максимальную фракцию потока, в соответствии со схемой разделения) для более простой интерпретации. Тем не менее, Выходной растр суммарного стока отражает сток в соответствии со схемой разделения потока.
Если параметр Сток из крайних ячеек направлен наружу не отмечен (force_flow = "NORMAL" в Python), сток из ячейки по ребру растра поверхности будет осуществляться к внутренней ячейке с максимальным снижением в z-значении. Если снижение меньше или равно нулю, сток из ячейки будет «вытекать» с растра поверхности.
Ячейки со значением NoData всегда рассматриваются каккак шум и по определению не могут иметь связанное значение. Инструмент будет игнорировать эти ячейки при идентификации направления самого крутого уклона в окрестности, а также определении направления стока и суммарного стока.
Если формат выходного растра .crf, этот инструмент поддерживает параметр среды хранения растровых изображений Пирамида. Пирамиды будут созданы в выходных данных по умолчанию. Для любого другого формата вывода этот параметр среды не поддерживается, и пирамиды создаваться не будут.
См. раздел Среда анализа и Spatial Analyst для получения дополнительной информации о среде геообработки данного инструмента.
Ссылки:
Ehlschlaeger, C. R. 1989. "Using the AT Search Algorithm to Develop Hydrologic Models from Digital Elevation Data." International Geographic Information Systems (IGIS) Symposium 89: 275-281.
Jenson, S. K., and Domingue, J. O. 1988. "Extracting Topographic Structure from Digital Elevation Data for Geographic Information System Analysis." Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 54 (11): 1593–1600.
Metz, M., Mitasova, H., & Harmon, R. S. 2011. "Efficient extraction of drainage networks from massive, radar-based elevation models with least cost path search." Hydrology and Earth System Sciences 15(2): 667-678.
Qin, C., Zhu, A. X., Pei, T., Li, B., Zhou, C., & Yang, L. 2007. "An adaptive approach to selecting a flow partition exponent for a multiple flow direction algorithm." International Journal of Geographical Information Science 21(4): 443-458.
Параметры
Подпись
Описание
Тип данных
Входной растр поверхности
Входной растр непрерывной высотной поверхности.
Raster Layer
Входные растровые или векторные данные понижений
(Дополнительный)
Дополнительный набор данных, который идентифицирует реальные понижения.
Понижения могут задаваться как растровым, так и векторным слоем.
Если входные данные представлены растром, ячейки понижений должны содержать корректные значения, включая ноль, а области, которые не являются понижениями, должны иметь значения NoData.
Composite Geodataset
Входной растр суммарных весов
(Дополнительный)
Дополнительный входной растр, определяющий долю стока, которая участвует в суммарном стоке в каждой ячейке.
Вес применяется тольок к суммарному стоку.
Если не задано растра суммарных весов, каждой ячейке будет присвоен вес, равный единице, который используется по умолчанию.
Raster Layer
Выходной растр направления стока
(Дополнительный)
Выходной растр который показывает направления стока из каждой ячейки, вычисленное по методу D8 или Множественные направления стока (MFD).
Выходной растр должен быть целочисленным.
Raster Dataset
Тип направления стока
(Дополнительный)
Задает тип метода водотока, используемый при вычислении направлений стока.
D8—Направление стока бцдет определено методом D8. Метод присваивает направление стока соседу с максимальным уклоном. Это значение по умолчанию
MFD—Направление стока будет определено методом (MFD). Направление стока будет разделено между соседним участкам ниже по течению в соответствии с показателями адаптивноого разделения.
String
Сток из крайних ячеек направлен наружу
(Дополнительный)
Определяет, будет ли направление стока из краевых ячеек всегда направлено наружу, или же подчиняться обычным правилам определения стока.
Не отмечено – если максимальное снижение с внутренней стороны от краевой ячейки больше нуля, направление стока будет определено как обычное; в противном случае, сток будет направлен за край. Для ячеек, сток из которых должен быть направлен от края растра поверхности внутрь, направление будет определяться именно таким образом. Это значение по умолчанию
Отмечено – сток из всех ячеек на краю растра поверхности будет осуществляться наружу, за края растра.
Boolean
Возвращаемое значение
Подпись
Описание
Тип данных
Выходной растр суммарного стока
Выходной растр, представляющий суммарный сток (число ячеек выше по течению, стекающий в каждую ячейку).
Выходной растр представлен числами с плавающей точкой.
Дополнительный набор данных, который идентифицирует реальные понижения.
Понижения могут задаваться как растровым, так и векторным слоем.
Если входные данные представлены растром, ячейки понижений должны содержать корректные значения, включая ноль, а области, которые не являются понижениями, должны иметь значения NoData.
Composite Geodataset
in_weight_raster
(Дополнительный)
Дополнительный входной растр, определяющий долю стока, которая участвует в суммарном стоке в каждой ячейке.
Вес применяется тольок к суммарному стоку.
Если не задано растра суммарных весов, каждой ячейке будет присвоен вес, равный единице, который используется по умолчанию.
Raster Layer
out_flow_direction_raster
(Дополнительный)
Выходной растр который показывает направления стока из каждой ячейки, вычисленное по методу D8 или Множественные направления стока (MFD).
Выходной растр должен быть целочисленным.
Raster Dataset
flow_direction_type
(Дополнительный)
Задает тип метода водотока, используемый при вычислении направлений стока.
D8—Направление стока бцдет определено методом D8. Метод присваивает направление стока соседу с максимальным уклоном. Это значение по умолчанию
MFD—Направление стока будет определено методом (MFD). Направление стока будет разделено между соседним участкам ниже по течению в соответствии с показателями адаптивноого разделения.
String
force_flow
(Дополнительный)
Определяет, будет ли направление стока из краевых ячеек всегда направлено наружу, или же подчиняться обычным правилам определения стока.
NORMAL—Если максимальное снижение с внутренней стороны от краевой ячейки больше нуля, направление стока будет определено как обычное; в противном случае, сток будет направлен за край. Для ячеек, сток из которых должен быть направлен от края растра поверхности внутрь, направление будет определяться именно таким образом. Это значение по умолчанию
FORCE—Сток из всех ячеек на краю растра поверхности будет осуществляться наружу, за края растра.
Boolean
Возвращаемое значение
Имя
Описание
Тип данных
out_accumulation_raster
Выходной растр, представляющий суммарный сток (число ячеек выше по течению, стекающий в каждую ячейку).
Выходной растр представлен числами с плавающей точкой.
Raster
Пример кода
DeriveContinuousFlow, пример 1 (окно Python)
В этом примере создается растр направления стока на основе входного растра поверхности.
