Questo è il comando r.watershedgrass che può essere eseguito nel provider di hosting gratuito OnWorks utilizzando una delle nostre molteplici workstation online gratuite come Ubuntu Online, Fedora Online, emulatore online Windows o emulatore online MAC OS
PROGRAMMA:
NOME
r.spartiacque - Calcola i parametri idrologici e i fattori RUSLE.
PAROLE CHIAVE
raster, idrologia, spartiacque
SINOSSI
r.spartiacque
r.spartiacque --Aiuto
r.spartiacque [-s4mab] elevazione=Nome [Depressione=Nome] [flusso=Nome]
[terra_disturbata=Nome] [blocco=Nome] [soglia=numero intero] [lunghezza_pendenza_max=galleggiante]
[accumulazione=Nome] [ict=Nome] [drenaggio=Nome] [bacino=Nome] [ruscello=Nome]
[metà_bacino=Nome] [lunghezza_pendenza=Nome] [pendenza_pendenza=Nome] [convergenza=numero intero]
[memoria=numero intero] [--sovrascrivere] [--Aiuto] [--verboso] [--silenzioso] [--ui]
Bandiere:
-s
Flusso SFD (D8) (l'impostazione predefinita è MFD)
SFD: direzione del flusso singola, MFD: direzione del flusso multipla
-4
Consentire solo il flusso d'acqua orizzontale e verticale
-m
Abilita l'opzione di memoria di scambio del disco: l'operazione è lenta
Necessario solo se i requisiti di memoria superano la RAM disponibile; vedere il manuale su come farlo
calcolare i requisiti di memoria
-a
Utilizzare l'accumulo di flussi positivi anche in caso di probabili sottostime
Consultare il manuale per una descrizione dettagliata dell'uscita di accumulo del flusso
-b
Abbellisci le aree pianeggianti
La direzione del flusso nelle aree pianeggianti è stata modificata per apparire più gradevole
--sovrascrivi
Consenti ai file di output di sovrascrivere i file esistenti
--Aiuto
Riepilogo utilizzo stampa
--verboso
Uscita modulo dettagliata
--silenzioso
Uscita modulo silenzioso
--ui
Forza l'avvio della finestra di dialogo GUI
parametri:
elevazione=Nome [necessario]
Nome della mappa raster dell'elevazione di input
Depressione=Nome
Nome della mappa raster delle depressioni di input
Tutte le celle diverse da NULL e diverse da zero sono considerate vere e proprie depressioni
flusso=Nome
Nome del raster di input che rappresenta la quantità di flusso terrestre per cella
terra_disturbata=Nome
Nome della mappa raster di input: percentuale di terreno disturbato
Per USLE
blocco=Nome
Nome della mappa raster di input che blocca il flusso superficiale terrestre
Per USLE. Tutte le celle diverse da NULL e diverse da zero sono considerate terreno bloccante.
soglia=numero intero
Dimensione minima del bacino idrografico esterno
lunghezza_pendenza_max=galleggiante
Lunghezza massima del flusso superficiale in unità di mappa
Per USLE
accumulazione=Nome
Nome per la mappa raster di accumulo dell'output
Numero di cellule che drenano attraverso ciascuna cella
ict=Nome
Nome per la mappa dell'indice topografico di output ln(a / tan(b)).
drenaggio=Nome
Nome della mappa raster della direzione del drenaggio in uscita
bacino=Nome
Nome della mappa raster dei bacini di output
ruscello=Nome
Nome per la mappa raster dei segmenti del flusso di output
metà_bacino=Nome
Nome della mappa raster dei semibacini di uscita
Ad ogni mezzo lavabo viene attribuito un valore unico
lunghezza_pendenza=Nome
Nome per la mappa raster della lunghezza della pendenza di output
Fattore di lunghezza e pendenza del pendio (LS) per USLE
pendenza_pendenza=Nome
Nome della mappa raster di pendenza del pendio in uscita
Fattore di pendenza (S) per USLE
convergenza=numero intero
Fattore di convergenza per MFD (1-10)
1 = flusso più divergente, 10 = flusso più convergente. Consigliato: 5
Predefinito: 5
memoria=numero intero
Memoria massima da utilizzare con il flag -m (in MB)
Predefinito: 300
DESCRIZIONE
r.spartiacque genera una serie di mappe che indicano: 1) accumulo del flusso, direzione del drenaggio,
la posizione dei corsi d'acqua e dei bacini idrografici e 2) i fattori LS e S della revisione
Equazione Universale della Perdita del Suolo (RUSLE).
NOTE
Senza bandiera -m impostato, l'intera analisi viene eseguita nella memoria gestita dall'operatore
sistema. Questo può essere limitante, ma è molto veloce. L'impostazione di questo flag fa sì che il programma
gestire la memoria su disco che permette di elaborare mappe molto grandi ma è più lento.
Bandiera -s forzare il modulo a utilizzare la direzione del flusso singola (SFD, D8) anziché il flusso multiplo
direzione (MFD). MFD è abilitato per impostazione predefinita.
By -4 flag l'utente consente solo il flusso d'acqua orizzontale e verticale. Ruscello e pendenza
le lunghezze sono approssimativamente le stesse degli output del flusso di superficie predefinito (allows
flusso d'acqua orizzontale, verticale e diagonale). Questa bandiera effettuerà anche il drenaggio
i bacini appaiono più omogenei.
Quando -a Se viene specificato il flag, il modulo utilizzerà l'accumulo di flusso positivo anche in caso di probabilità
sottovaluta. Quando questo flag non è impostato, le celle con un valore di accumulo del flusso lo sono
che potrebbero essere sottostimati vengono convertiti in negativo. Vedi sotto per un dettaglio
descrizione dell'output di accumulo del flusso.
Opzione convergenza specifica il fattore di convergenza per MFD. I valori più bassi risultano più alti
divergenza, il flusso è più ampiamente distribuito. Valori più alti determinano una maggiore convergenza,
il flusso è meno distribuito, diventando più simile alla SFD.
Opzione elevazione specifica i dati di elevazione su cui si basa l'intera analisi. NULLO
(nodata) le celle vengono ignorate, i valori zero e negativi sono dati di elevazione validi. Lacune
è necessario compilare preventivamente la mappa altimetrica che si trova all'interno dell'area di interesse,
ad esempio con r.fillnulls, per evitare distorsioni. Non è necessario che la mappa altimetrica sia piena di lavandini
perché il modulo utilizza un algoritmo a costo minimo.
Opzione Depressione specifica la mappa opzionale delle attuali depressioni o doline nel
paesaggio sufficientemente ampio da rallentare e immagazzinare il deflusso superficiale di un evento temporalesco. Tutto
le celle che non sono NULL e diverse da zero indicano depressioni. L'acqua scorrerà dentro ma non
fuori dalle depressioni.
raster flusso la mappa specifica la quantità di flusso terrestre per cella. Questa mappa indica l'importo
di unità di flusso terrestre che ciascuna cella contribuirà al modello di bacino idrografico.
Le unità di flusso terrestre rappresentano la quantità di flusso terrestre che ciascuna cella contribuisce alla superficie
fluire. Se omesso, viene assunto il valore uno (1).
Immettere la mappa raster o il valore contenente la percentuale di terreno disturbato (ad esempio, terreni coltivati e
cantieri) dove il valore raster o di input di 17 è uguale a 17%. Se nessuna mappa o valore
viene data, r.spartiacque non presuppone alcuna terra disturbata. Questo ingresso viene utilizzato per RUSLE
calcoli.
Opzione blocco specifica il terreno che bloccherà il flusso superficiale terrestre. errare quella volontà
bloccare il flusso superficiale terrestre e riavviare la lunghezza della pendenza per la RUSLE. Tutte le cellule che
non sono NULL e diversi da zero indicano terreno bloccante.
Opzione soglia specifica la dimensione minima di un bacino idrografico esterno in celle, se n
viene inserita la mappa di flusso o le unità di flusso terrestre quando viene fornita una mappa di flusso. Attenzione: basso
i valori di soglia aumenteranno notevolmente il tempo di esecuzione e genereranno bacini difficili da leggere
e risultati half_basin. Questo parametro controlla anche il livello di dettaglio nel file ruscello
mappa dei segmenti.
Valore dato da lunghezza_pendenza_max l'opzione indica la lunghezza massima della superficie terrestre
portata in metri. Se il flusso terrestre viaggia per una lunghezza superiore alla lunghezza massima, il programma
assume la lunghezza massima (assume che caratteristiche paesaggistiche non distinguibili in
esiste il modello digitale di elevazione che massimizza la lunghezza della pendenza). Questo ingresso viene utilizzato per
i calcoli RUSLE ed è un parametro sensibile.
Uscita accumulazione map contiene il valore assoluto di ogni cella in questa mappa di output è il
quantità di flusso terrestre che attraversa la cellula. Questo valore sarà il numero di altipiani
celle più una se non viene fornita alcuna mappa del flusso terrestre. Se viene fornita la mappa del flusso terrestre, il
il valore sarà espresso in unità di flusso terrestre. I numeri negativi indicano che quelle celle probabilmente
avere deflusso superficiale dall'esterno dell'attuale regione geografica. Pertanto, qualsiasi cella con
per i valori negativi non è possibile calcolare il deflusso superficiale e la resa della sedimentazione
con precisione.
Uscita ict la mappa raster contiene l'indice topografico TCI viene calcolato come ln(α /
marrone chiaro(β)) dove α è l'area cumulativa della pendenza ascendente che drena attraverso un punto per unità
la lunghezza del contorno e tan(β) è l'angolo di inclinazione locale. Il TCI riflette la tendenza di
l'accumulo di acqua in qualsiasi punto del bacino e la tendenza alle forze gravitazionali
per spostare quell’acqua verso il basso (Quinn et al. 1991). Questo valore sarà negativo se α /
tan(β) < 1.
Uscita drenaggio la mappa raster contiene la direzione del drenaggio. Fornisce l'"aspetto" per ciascuno
la cella ha misurato in senso antiorario da est. Moltiplicando i valori positivi per 45 si otterrà la direzione interna
gradi in cui il deflusso superficiale viaggerà da quella cella. Il valore 0 (zero) indica
che la cella è un'area di depressione (definita dalla mappa di input della depressione). Valori negativi
indicano che il deflusso superficiale sta lasciando i confini dell’attuale regione geografica.
Il valore assoluto di queste celle negative indica la direzione del flusso.
L'uscita bacino la mappa contiene un'etichetta univoca per ciascun bacino idrografico. Ogni bacino sarà
dato un unico intero positivo pari. Le aree lungo i bordi potrebbero non essere sufficientemente grandi per essere create
un bacino idrografico esterno. I valori 0 indicano che la cella non fa parte di un completamento
bacino idrografico dell’attuale regione geografica.
L'uscita ruscello contiene segmenti di flusso. I valori corrispondono al bacino spartiacque
valori. Può essere vettorizzato dopo la diluizione (r.sottile) Con r.to.vect.
L'uscita metà_bacino memorizza la mappa raster a ogni mezzo bacino viene assegnato un valore univoco. Spartiacque
i bacini sono divisi in lati sinistro e destro. La cella del lato destro dello spartiacque
bacino (guardando a monte) vengono dati valori pari corrispondenti ai valori in bacino. IL
alle celle del lato sinistro del bacino idrografico vengono assegnati valori dispari che sono uno in meno di
il valore del bacino idrografico.
L'uscita lunghezza_pendenza la mappa raster memorizza la lunghezza del pendio e il fattore di pendenza (LS) per il
Equazione universale rivista della perdita del suolo (RUSLE). Equazioni tratte da Revised universale Suolo
Perdita Equazione da Occidentale rangelands (Weltz et al. 1987). Poiché il fattore LS è piccolo
numero (di solito inferiore a uno), la mappa di output GRASS è di tipo DCELL.
L'uscita pendenza_pendenza la mappa raster memorizza il fattore di pendenza (S) per l'Universale
Equazione della perdita di suolo (RUSLE). Equazioni tratte dall'articolo dal titolo Revised pendenza Ripidità
Fattore da , il universale Suolo Perdita Equazione (McCool et al. 1987). Poiché il fattore S è a
numero piccolo (solitamente inferiore a uno), la mappa di output GRASS è di tipo DCELL.
AT minor costo Ricerca algoritmo
r.spartiacque utilizza un algoritmo di ricerca AT a costo minimo (vedere la sezione RIFERIMENTI) progettato per
ridurre al minimo l'impatto degli errori sui dati DEM. Rispetto a r.terraflow, questo algoritmo fornisce
risultati più accurati nelle aree a bassa pendenza nonché nei DEM costruiti con tecniche tecniche
quell'errore è che le cime della tettoia sono l'elevazione del suolo. Kinner et al. (2005), ad esempio, utilizzato
DEM SRTM e IFSAR a confronto r.spartiacque contro di r.terraflow risultati a Panama.
r.terraflow non è stato in grado di replicare la posizione dei corsi d'acqua nelle valli più grandi mentre
r.spartiacque si è comportato molto meglio. Pertanto, se nelle valli esiste una copertura forestale, SRTM, IFSAR,
e prodotti di dati simili causeranno gravi errori r.terraflow uscita del flusso. Sotto
condizioni simili, r.spartiacque genererà meglio ruscello e metà_bacino risultati. Se
le divisioni spartiacque contengono pendenza da piatta a bassa, r.spartiacque genererà un bacino migliore
risultati rispetto a r.terraflow. (r.terraflow utilizza lo stesso tipo di algoritmo di ArcGIS di ESRI
software watershed che fallisce in queste condizioni.) Inoltre, se le divisioni watershed contengono
copertura forestale mista ad aree scoperte utilizzando SRTM, IFSAR e prodotti di dati simili,
r.spartiacque genererà risultati di bacino migliori rispetto a r.terraflow. L'algoritmo produce
risultati simili a quelli ottenuti durante la corsa r.costo e r.scarico su ogni cella del
mappa raster.
multiplo flusso direzione (MFD)
r.spartiacque offre due metodi per calcolare il flusso superficiale: direzione del flusso singola (SFD, D8)
e direzione del flusso multipla (MFD). Con MFD il flusso d'acqua viene distribuito a tutti i vicini
celle con elevazione inferiore, utilizzando la pendenza verso le celle vicine come fattore di pesatura
per la distribuzione proporzionale. Il percorso AT meno costoso è sempre incluso. Di conseguenza,
depressioni e ostacoli vengono attraversati con un'elegante convergenza del flusso prima del
traboccare. Il fattore di convergenza fa sì che l'accumulo di flusso converga più fortemente con
valori più alti. L'intervallo supportato è compreso tra 1 e 10, si consiglia un fattore di convergenza pari a 5
(Holmgren, 1994). Se con MFD si creano molti piccoli bacini per le scaglie, impostando il file
il fattore di convergenza su un valore più alto può ridurre la quantità di piccoli bacini di scheggia.
In memoria modo e disco swap modo
Esistono due versioni di questo programma: RAM e seg. RAM viene utilizzato per impostazione predefinita, seg può essere
utilizzato impostando il -m bandiera.
. RAM La versione richiede un massimo di 31 MB di RAM per 1 milione di celle. Insieme al
quantità di memoria di sistema (RAM) disponibile, questo valore può essere utilizzato per stimare se il
la regione corrente può essere elaborata con il file RAM versione.
. RAM versione utilizza la memoria virtuale gestita dal sistema operativo per archiviare tutti i dati
strutture ed è più veloce del seg versione; seg utilizza la libreria di segmentazione GRASS
che gestisce i dati nei file su disco. seg utilizza solo la quantità di memoria di sistema (RAM) specificata
con la memoria opzione, consentendo ad altri processi di operare sullo stesso sistema, anche quando
l’attuale regione geografica è enorme.
A causa dei requisiti di memoria di entrambi i programmi, è abbastanza facile rimanere senza memoria quando
lavorare con enormi regioni della mappa. Se la RAM la versione esaurisce la memoria e la risoluzione
non è possibile aumentare la dimensione dell'attuale regione geografica, né è necessaria più memoria
aggiunto al computer oppure è necessario aumentare la dimensione dello spazio di scambio. Se seg esaurisce
memoria, è necessario liberare ulteriore spazio su disco affinché il programma possa essere eseguito. IL
r.terraflow Il modulo è stato progettato specificatamente pensando a vaste regioni e potrebbe essere utile
qui in alternativa, sebbene i requisiti di spazio su disco siano inferiori r.terraflow sono più volte
superiore a seg.
Grande regioni con molti cellule
Il limite superiore del RAM la versione è di 2 miliardi (231 - 1) di celle, mentre il limite superiore
per l' seg la versione è di 9 miliardi di miliardi (263 - 1 = 9.223372e+18) celle.
In alcune situazioni, la dimensione della regione (numero di celle) potrebbe essere troppo grande per la quantità di
tempo o memoria disponibile. Corsa r.spartiacque potrebbe quindi richiedere l'uso di un prodotto più grossolano
risoluzione. Per rendere i risultati più simili ai dati del terreno più dettagliati, creare una mappa
strato contenente i valori di elevazione più bassi alla risoluzione più grossolana. Questo viene fatto da:
1) Impostazione della regione geografica corrente uguale al livello della mappa di elevazione con g.regione,
e 2) Utilizzare il file r.vicini or r.resamp.stats comando per trovare il valore più basso per un'area
di dimensioni uguali alla risoluzione desiderata. Ad esempio, se la risoluzione dell'elevazione
i dati sono 30 metri e la risoluzione della regione geografica per r.spartiacque saranno 90
metri: utilizza la funzione minimo per un quartiere 3 per 3. Dopo essere passato a
risoluzione alla quale r.spartiacque verrà eseguito, r.spartiacque dovrebbe essere eseguito utilizzando i valori
dal Quartiere livello della mappa di output che rappresenta l'elevazione minima all'interno del
regione della cella più grossolana.
Bacino soglia
La dimensione minima dei bacini idrografici, definita dall'art soglia parametro, è rilevante solo
per quei bacini idrografici con un unico corso d'acqua avente almeno il soglia di cellule che scorrono
dentro. (Questi bacini idrografici sono chiamati bacini esterni.) I bacini di drenaggio interni contengono
segmenti di flusso sotto più affluenti. I bacini di drenaggio interni possono essere di qualsiasi dimensione
perché la lunghezza di un segmento di flusso interno è determinata dalla distanza tra i
affluenti che vi confluiscono.
MASCHERA e no dati
. r.spartiacque il programma non richiede che l'utente abbia la regione geografica corrente
pieno di valori di elevazione. Le aree senza dati di elevazione (celle mascherate o NULL) lo sono
ignorato. NON è necessario creare una mappa raster (o riclassificazione raster) denominata
MASK per celle NULL. Le aree senza dati di elevazione verranno trattate come se fossero fuori dal
confine della regione. Tali aree ridurranno la memoria necessaria per eseguire il programma.
Mascherare aree non importanti può ridurre significativamente i tempi di elaborazione se si tratta di bacini idrografici
di interesse occupano una piccola percentuale della superficie complessiva.
Gli spazi vuoti (celle NULL) nella mappa altimetrica che si trovano all'interno dell'area di interesse verranno visualizzati
influenzano pesantemente l’analisi: l’acqua scorrerà dentro ma non uscirà da questi spazi. Queste lacune
deve essere compilato in anticipo, ad es. con r.fillnulls.
Zero (0) e valori negativi verranno trattati come dati di elevazione (non no_data).
Inoltre lavorazione of produzione galline ovaiole
Aree problematiche, ovvero quelle parti di un bacino con una probabile sottostima della portata
accumulo, può essere facilmente identificato con ad es.
r.mapcalc "problemi = if(flow_acc < 0, bacino, null())"
Se la regione di interesse contiene tali aree problematiche e ciò non è desiderato, il
la regione computazionale deve essere espansa fino al bacino di utenza della regione di interesse
è completamente incluso.
Per isolare una singola rete fluviale utilizzando l'output di questo modulo, un numero di
gli approcci possono essere considerati.
1 Utilizzare un campione della mappa raster del bacino idrografico come MASCHERA.
Il metodo della mappa vettoriale equivalente è simile utilizzando v.selezionare or v.sovrapposizione.
2 Usa il r.costo modulo con un punto nel fiume come punto di partenza.
3 Usa il v.net.iso modulo con un nodo nel fiume come punto di partenza.
È possibile identificare tutte le singole reti fluviali nei segmenti di flusso in uscita
i loro punti di sbocco finali. Questi punti sono tutte le celle nell'output dei segmenti di flusso
con direzione di drenaggio negativa. Questi punti possono essere utilizzati come punti di partenza per
r.uscita.acqua or v.net.iso.
Creare fiume miglio segmentazione da una mappa di flussi vettorizzati, prova il v.net.iso or
segmento v.lrs moduli.
I segmenti di flusso in uscita possono essere facilmente vettorizzati dopo l'assottigliamento con r.sottile. Ogni
il segmento del corso d'acqua nella mappa vettoriale avrà il valore del bacino associato. Isolare
sottobacini e corsi d'acqua per un bacino più grande, è possibile creare una MASK per il bacino più grande
r.uscita.acqua. L'output dei segmenti di flusso funge da guida su dove posizionare la presa
punto utilizzato come input per r.uscita.acqua. La soglia del bacino deve essere stata sufficiente
piccolo per isolare una rete di corsi d'acqua e sottobacini all'interno del bacino più grande.
ESEMPI
Questi esempi utilizzano il set di dati di esempio Spearfish.
convertire r.spartiacque i flussi mappano l'output su una mappa vettoriale
Se desideri una rete di streaming dettagliata, imposta l'opzione di soglia su piccola per crearne molte
bacini idrografici, poiché viene presentato un solo corso d'acqua per bacino idrografico. Il flag r.to.vect -v
conserva l'ID del bacino come numero di categoria del vettore.
r.watershed elev=elevation.dem stream=rwater.stream
r.to.vect -v in=rwater.stream out=rwater_stream
Imposta una tabella di colori diversa per la mappa di accumulo:
MAPPA=racqua.accum
r.spartiacque elev=elevazione.dem accum=$MAP
eval `r.univar -g "$MAP"`
stddev_x_2=`echo $stddev | awk ’{stampa $1 * 2}’`
stddev_div_2=`echo $stddev | awk ’{stampa $1 / 2}’`
r.colori $MAP col=regole << EOF
0% rosso
-$stddev_x_2 rosso
-$stddev giallo
-$stddev_div_2 ciano
-$media_de_addominali blu
0 bianco
$media_de_addominali blu
$stddev_div_2 ciano
$stddev giallo
$stddev_x_2 rosso
100% rosso
EOF
Crea una mappa del flusso più dettagliata utilizzando la mappa di accumulo e convertila in un vettore
mappa di uscita. Il limite di accumulo, e quindi la dimensione frattale, è arbitrario; In
In questo esempio utilizziamo il numero medio di celle del bacino a monte della mappa (calcolato nel
sopra l'esempio di r.univar) come valore limite. Funziona solo con SFD, non con MFD.
r.spartiacque elev=elevazione.dem accum=racqua.accum
r.mapcalc 'MASK = if(!isnull(elevation.dem))'
r.mapcalc "rwater.corso = \
if( abs(rwater.accum) > $media_di_abs, \
abs(racqua.accum), \
nullo() )"
r.colori -g racqua.corso col=bcyr
g.remove -f type=nome raster=MASK
# assottigliamento is necessario prima conversione raster Linee a vettore
r.sottile in=racqua.corso out=racqua.corso.Sottile
r.colors -gn rwater.course.Thin colore=grigio
r.to.vect in=rwater.course.Thin out=rwater_course type=line
v.db.dropcolumn map=rwater_course colonna=etichetta
Creare spartiacque bacini carta geografica e convertire a a vettore poligono carta geografica
r.spartiacque elev=elevazione.dem bacino=racqua.bacino soglia=15000
r.to.vect -s in=rwater.basin out=rwater_basins type=area
v.db.dropcolumn map=rwater_basins colonna=etichetta
v.db.renamecolumn map=rwater_basins colonna=valore,bacino idrografico
Visualizza l'output in un modo carino
r.relief map=elevazione.dem
d.shade shade=elevation.dem.shade color=rwater.basin bright=40
d.vect rwater_course color=arancione
BIBLIOGRAFIA
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