r.watershedgrass - Интернет в облаке

ПРОГРАММА:

ИМЯ

правый водораздел - Рассчитывает гидрологические параметры и факторы RUSLE.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

растр, гидрология, водораздел

СИНТАКСИС

правый водораздел
правый водораздел --Помогите
правый водораздел [-с4маб] высота=имя [депрессии=имя] [поток=имя]
[тревожная_ страна=имя] [блокирование=имя] [порог=целое] [max_slope_length=плавать]
[накопление=имя] [TCI=имя] [дренаж=имя] [бассейн=имя] [поток=имя]
[половина_бассейна=имя] [длина_наклон=имя] [наклон_крутизна=имя] [сходимость=целое]
[Память=целое] [-затирать] [-помощь] [-подробный] [-тихий] [-ui]

Флаги:
-s
Расход SFD (D8) (по умолчанию MFD)
SFD: одно направление потока, MFD: несколько направлений потока

-4
Разрешить только горизонтальный и вертикальный поток воды

-m
Включить опцию подкачки памяти диска: работа идет медленно
Требуется только в том случае, если требования к памяти превышают доступную оперативную память; см. руководство о том, как
рассчитать требования к памяти

-a
Используйте накопление положительного потока даже для вероятных заниженных оценок
См. Руководство для подробного описания выхода накопления потока.

-b
Украшайте плоские участки
Направление потока на плоских участках изменено, чтобы выглядеть красивее

- перезаписать
Разрешить выходным файлам перезаписывать существующие файлы

--Помогите
Распечатать сводку использования

--подробный
Подробный вывод модуля

--тихий
Тихий выход модуля

--уи
Принудительный запуск диалогового окна GUI

Параметры:
высота=имя [требуется]
Имя входной растровой карты высот

депрессии=имя
Название растровой карты входных впадин
Все ненулевые и ненулевые ячейки считаются настоящими впадинами.

поток=имя
Имя входного растра, представляющего количество наземного стока на ячейку

тревожная_ страна=имя
Название входной растровой карты процент нарушенных земель
Для USLE

блокирование=имя
Имя входной растровой карты, блокирующей наземный поток
Для USLE. Все ненулевые и ненулевые ячейки считаются блокирующим ландшафтом.

порог=целое
Минимальный размер внешнего водораздела

max_slope_length=плавать
Максимальная длина поверхностного потока в единицах карты
Для USLE

накопление=имя
Имя выходной растровой карты накопления
Количество ячеек, которые стекают через каждую ячейку

TCI=имя
Название выходной карты топографического индекса ln (a / tan (b))

дренаж=имя
Имя выходной растровой карты направления дренажа

бассейн=имя
Имя выходной растровой карты бассейнов

поток=имя
Имя для растровой карты сегментов выходного потока

половина_бассейна=имя
Имя выходной растровой карты половин бассейнов
Каждому полубазу присваивается уникальное значение.

длина_наклон=имя
Имя выходной растровой карты длины откоса
Коэффициент длины и крутизны откоса (LS) для USLE

наклон_крутизна=имя
Имя выходной растровой карты крутизны откосов
Коэффициент крутизны склона (S) для USLE

сходимость=целое
Коэффициент сходимости для MFD (1-10)
1 = наиболее расходящийся поток, 10 = наиболее сходящийся поток. Рекомендуется: 5
По умолчанию: 5

Память=целое
Максимальный объем памяти, который будет использоваться с флагом -m (в МБ)
По умолчанию: 300

ОПИСАНИЕ

правый водораздел формирует набор карт с указанием: 1) скопления потока, направления дренажа,
расположение водотоков и бассейнов водоразделов, а также 2) коэффициенты LS и S пересмотренной
Универсальное уравнение потерь почвы (RUSLE).

ПРИМЕЧАНИЯ

Без флага -m установлен, весь анализ выполняется в памяти, поддерживаемой операционным
система. Это может быть ограничивающим, но очень быстрым. Установка этого флага заставляет программу
управлять памятью на диске, что позволяет обрабатывать очень большие карты, но работает медленнее.

Флаг -s заставить модуль использовать одно направление потока (SFD, D8) вместо множественного потока
направление (МФД). MFD включен по умолчанию.

By -4 флаг пользователю разрешен только горизонтальный и вертикальный поток воды. Ручей и склон
длины примерно такие же, как и выходы для поверхностного потока по умолчанию (позволяет
горизонтальный, вертикальный и диагональный поток воды). Этот флаг также сделает дренаж
бассейны выглядят более однородными.

После появления -a указан флаг, модуль будет использовать накопление положительного потока даже при вероятной
недооценивает. Если этот флаг не установлен, ячейки со значением накопления потока, которое
Вероятность занижения преобразуется в отрицательную. См. Ниже подробные сведения
описание выхода накопления потока.

Опция сходимость определяет коэффициент сходимости для MFD. Чем ниже значения, тем выше
дивергенция, поток более широко распространен. Более высокие значения приводят к более высокой сходимости,
поток распределяется менее широко, становясь более похожим на ЮФО.

Опция высота указывает данные о высоте, на которых основан весь анализ. НУЛЕВОЙ
(nodata) ячейки игнорируются, нулевые и отрицательные значения являются действительными данными о высоте. Пробелы в
карту высот, которые расположены в пределах интересующей территории, необходимо заполнить заранее,
например, с р.fillnulls, чтобы избежать искажений. Карту высот не нужно заполнять раковиной.
потому что модуль использует алгоритм наименьшей стоимости.

Опция депрессии указывает дополнительную карту фактических впадин или воронок в
ландшафт, достаточно большой, чтобы замедлить и удержать поверхностный сток от шторма. Все
ячейки, которые не равны NULL и не равны нулю, указывают на депрессию. Вода потечет, но нет
из депрессий.

Растр поток карта указывает количество наземного потока на ячейку. На этой карте указано количество
единиц наземного стока, которые каждая ячейка внесет в модель водосборного бассейна.
Единицы наземного потока представляют собой объем наземного потока, который каждая ячейка вносит в поверхностный поток.
поток. Если не указано, предполагается значение один (1).

Входная растровая карта или значение, содержащее процент нарушенных земель (т. Е. Пахотных земель и
строительные площадки), где растровое или входное значение 17 равно 17%. Если нет карты или значения
дано, правый водораздел предполагает отсутствие нарушенных земель. Этот вход используется для RUSLE
расчеты.

Опция блокирование указывает местность, которая будет блокировать наземный поток. ошибаться, что будет
заблокировать наземный поток и перезапустить длину откоса для RUSLE. Все клетки, которые
отличные от NULL и отличные от нуля, указывают на блокировку местности.

Опция порог определяет минимальный размер внешнего водосборного бассейна в ячейках, если нет
карта потока вводится, или единицы наземного потока, если карта потока дана. Предупреждение: низкий
пороговые значения резко увеличивают время работы и создают трудно читаемый бассейн
и результаты half_basin. Этот параметр также управляет уровнем детализации в поток
карта сегментов.

Значение дано max_slope_length опция указывает максимальную длину сухопутной поверхности
расход в метрах. Если наземный поток превышает максимальную длину, программа
принимает максимальную длину (предполагается, что характеристики ландшафта не различимы в
существуют цифровые модели рельефа, которые увеличивают длину откоса). Этот вход используется для
RUSLE вычисляет и является чувствительным параметром.

Результат накопление карта содержит абсолютное значение каждой ячейки в этой выходной карте.
количество наземного потока, пересекающего ячейку. Это значение будет количеством возвышенностей.
ячейки плюс один, если карта сухопутных потоков не указана. Если дана карта сухопутных потоков,
значение будет в единицах наземного потока. Отрицательные числа указывают на то, что эти клетки, возможно,
имеют поверхностный сток из-за пределов текущего географического региона. Таким образом, любые ячейки с
отрицательные значения не могут быть рассчитаны для их поверхностного стока и седиментации
точно.

Результат TCI растровая карта содержит топографический индекс TCI вычисляется как ln (α /
tan (β)), где α - совокупная площадь подъема, проходящая через точку на единицу.
длина контура, а tan (β) - местный угол наклона. TCI отражает тенденцию
вода накапливается в любой точке водосбора и склонность к гравитационным силам
чтобы переместить эту воду вниз по склону (Куинн и др., 1991). Это значение будет отрицательным, если α /
tan (β) <1.

Результат дренаж растровая карта содержит направление дренажа. Обеспечивает "аспект" для каждого
ячейка измерена против часовой стрелки с востока. Умножение положительных значений на 45 даст направление в
градусов, что поверхностный сток будет перемещаться из этой ячейки. Значение 0 (ноль) указывает
что ячейка является областью впадины (определяемой входной картой впадин). Отрицательные значения
указывают на то, что поверхностный сток покидает границы текущего географического региона.
Абсолютное значение этих отрицательных ячеек указывает направление потока.

Выход бассейн карта содержит уникальную подпись для каждого водосборного бассейна. Каждый бассейн будет
задано единственное положительное четное целое число. Области по краям могут быть недостаточно большими для создания
внешний водораздел. Значения 0 указывают на то, что ячейка не является частью полного
водораздел в текущем географическом регионе.

Выход поток содержит сегменты потока. Значения соответствуют бассейну водосбора.
ценности. Может быть векторизован после прореживания (р. тонкий) С р.к.вект.

Выход половина_бассейна В растровой карте хранится каждый полубазон, которому присвоено уникальное значение. Водораздел
бассейны делятся на левую и правую стороны. Правая ячейка водораздела
бассейна (если смотреть вверх по течению) даются четные значения, соответствующие значениям в бассейне. В
левым ячейкам водосборного бассейна даются нечетные значения, которые на единицу меньше
стоимость водораздела бассейна.

Выход длина_наклон растровая карта хранит длину откоса и коэффициент крутизны (LS) для
Пересмотренное универсальное уравнение потерь почвы (RUSLE). Уравнения взяты из Пересмотренный Universal Почва
Убыток Уравнение для западных пастбища (Велтц и др., 1987). Поскольку коэффициент LS невелик
число (обычно меньше единицы), выходная карта GRASS имеет тип DCELL.

Выход наклон_крутизна растровая карта хранит коэффициент крутизны откоса (S) для универсального
Уравнение потерь почвы (RUSLE). Уравнения взяты из статьи под названием Пересмотренный Склон Крутизна
фактор для Universal Почва Убыток Уравнение (МакКул и др., 1987). Поскольку S-фактор является
небольшое число (обычно меньше единицы), выходная карта GRASS имеет тип DCELL.

AT наименьшая стоимость по области применения алгоритм
правый водораздел использует алгоритм поиска с наименьшей стоимостью (см. раздел «ССЫЛКИ»), предназначенный для
минимизировать влияние ошибок данных матрицы высот. По сравнению с р.террафлоу, этот алгоритм обеспечивает
более точные результаты на участках с малым уклоном, а также цифровые модели высот, построенные с помощью техник
что ошибочно верхушки купола принимают за высоту земли. Киннер и др. (2005), например, использовали
ЦМР SRTM и IFSAR для сравнения правый водораздел против которого выступает большинство исследователей в области общественного здравоохранения. р.террафлоу результаты в Панаме.
р.террафлоу не удалось воспроизвести местоположения ручьев в более крупных долинах, в то время как
правый водораздел работает намного лучше. Таким образом, если лесной полог существует в долинах, SRTM, IFSAR,
и аналогичные информационные продукты вызовут серьезные ошибки в р.террафлоу потоковый вывод. Под
аналогичные условия, правый водораздел будет генерировать лучше поток и половина_бассейна полученные результаты. Если
водоразделы имеют пологий или пологий уклон, правый водораздел создаст лучший бассейн
результаты чем р.террафлоу, (р.террафлоу использует тот же тип алгоритма, что и ArcGIS от ESRI
программное обеспечение водораздела, которое не работает в этих условиях.) Кроме того, если водоразделы содержат
лесной полог, смешанный с незащищенными участками, с использованием SRTM, IFSAR и аналогичных информационных продуктов,
правый водораздел дадут лучшие результаты по бассейну, чем р.террафлоу. Алгоритм производит
результаты аналогичны полученным при беге р.стоимость и р. дренаж на каждой ячейке на
растровая карта.

Многочисленные поток направление (МФД)
правый водораздел предлагает два метода расчета поверхностного потока: одинарное направление потока (SFD, D8)
и множественное направление потока (MFD). С MFD поток воды распределяется на все соседние
ячейки с меньшей высотой, с использованием уклона в сторону соседних ячеек в качестве весового коэффициента
для пропорционального распределения. Всегда включен путь с наименьшей стоимостью. Как результат,
впадины и препятствия пересекаются с изящным схождением потоков перед
переполнение. Фактор сходимости приводит к тому, что накопление потока более сильно сходится с
более высокие значения. Поддерживаемый диапазон от 1 до 10, рекомендуется коэффициент сходимости 5.
(Холмгрен, 1994). Если с помощью MFD создается много небольших ленточных бассейнов, установите
коэффициент сходимости к более высокому значению может уменьшить количество небольших ленточных резервуаров.

В памяти Режим и диск обмен Режим
Есть две версии этой программы: баран и Понедельник. баран используется по умолчанию, Понедельник может быть
используется путем установки -m флаг.

The баран версия требует максимум 31 МБ ОЗУ на 1 миллион ячеек. Вместе с
объем доступной системной памяти (RAM), это значение можно использовать для оценки того,
текущий регион может быть обработан с помощью баран версия.

The баран версия использует виртуальную память, управляемую операционной системой, для хранения всех данных
структур и быстрее, чем Понедельник версия; Понедельник использует библиотеку сегментации GRASS
который управляет данными в дисковых файлах. Понедельник использует столько системной памяти (RAM), сколько указано
с Память вариант, позволяющий другим процессам работать в той же системе, даже если
нынешний географический регион огромен.

Из-за требований к памяти обеих программ довольно легко исчерпать память, когда
работа с огромными регионами карты. Если баран версии не хватает памяти и разрешение
размер текущего географического региона не может быть увеличен, либо необходимо больше памяти
добавлен к компьютеру, или необходимо увеличить размер пространства подкачки. Если Понедельник заканчивается
Для запуска программы необходимо освободить дополнительное дисковое пространство. В
р.террафлоу модуль был специально разработан с учетом огромных регионов и может быть полезен
здесь в качестве альтернативы, хотя требования к дисковому пространству р.террафлоу несколько раз
выше, чем Понедельник.

Большой районы многих клеток
Верхний предел баран версия составляет 2 миллиарда (231-1) ячеек, тогда как верхний предел
для Понедельник версия - это 9 миллиардов-миллиардов (263-1 = 9.223372e + 18) ячеек.
В некоторых ситуациях размер области (количество ячеек) может быть слишком большим для количества
время или доступная память. Бег правый водораздел может тогда потребоваться использование более грубого
разрешающая способность. Чтобы результаты больше походили на более точные данные о местности, создайте карту.
слой, содержащий самые низкие значения высоты с более грубым разрешением. Это делают:
1) Установка текущего географического региона равным слою карты высот с помощью г. регион,
и 2) Используйте р. соседи or r.resamp.stats команда, чтобы найти наименьшее значение для области
равный по размеру желаемому разрешению. Например, если разрешение высоты
данные 30 метров и разрешение географического региона для правый водораздел будет 90
метров: используйте функцию минимума для района 3 на 3. После перехода на
разрешение, при котором правый водораздел будет запущен, правый водораздел следует запускать с использованием значений
из окрестности выходной слой карты, представляющий минимальную высоту в пределах
область более крупной клетки.

Бассейн порог
Минимальный размер водосборных бассейнов, определяемый порог параметр, актуален только
для водоразделов с одним ручьем, имеющим как минимум порог клеток течет
внутрь. (Эти водосборы называются внешними бассейнами.) Внутренние водосборные бассейны содержат
сегменты ручья под несколькими притоками. Внутренние водоотводные бассейны могут быть любого размера.
потому что длина сегмента внутреннего потока определяется расстоянием между
впадающие в нее притоки.

МАСКА и нет данным
The правый водораздел программа не требует, чтобы у пользователя был текущий географический регион
заполнены значениями высоты. Области без данных о высоте (замаскированные или пустые ячейки) являются
игнорируется. НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО создавать растровую карту (или реклассификацию растра) с именем
МАСКА для NULL ячеек. Области без данных о высоте будут обрабатываться так, как если бы они находились за пределами
край области. Такие области уменьшат объем памяти, необходимый для запуска программы.
Маскирование неважных участков может значительно сократить время обработки, если водосборы
представляющие интерес, занимают небольшой процент от общей площади.

Пробелы (пустые ячейки) на карте высот, расположенные в пределах интересующей области, будут
сильно влияют на анализ: вода будет течь в эти зазоры, но не из них. Эти пробелы
должны быть заполнены заранее, например, р.fillnulls.

Нулевые (0) и отрицательные значения будут обрабатываться как данные о высоте (не no_data).

В дальнейшем обработка of выходной слоев
Проблемные зоны, то есть те части бассейна, в которых вероятно недооценка расхода.
накопление, можно легко идентифицировать, например, с помощью
r.mapcalc "issues = if (flow_acc <0, pool, null ())"
Если в интересующей области есть такие проблемные зоны, а это нежелательно,
вычислительная область должна быть расширена до тех пор, пока зона охвата интересующей области
полностью включен.

Чтобы изолировать отдельную речную сеть с использованием выходных данных этого модуля, ряд
подходы могут быть рассмотрены.

1 Используйте повторную выборку растровой карты водосбора бассейнов в качестве МАСКИ.
Эквивалентный метод векторной карты аналогичен использованию v. выбрать or против наложения.

2 Использовать р.стоимость модуль с точкой в ​​реке в качестве отправной точки.

3 Использовать v.net.iso модуль с узлом в реке в качестве отправной точки.

Все отдельные речные сети на выходе сегментов ручья могут быть идентифицированы с помощью
их конечные точки выхода. Все эти точки являются ячейками в выходных данных сегментов потока.
с отрицательным направлением дренажа. Эти точки можно использовать в качестве отправных точек для
р. вод. выход or v.net.iso.

Создавать река мили сегментация из векторизованной карты потоков, попробуйте v.net.iso or
v.lrs.сегмент модули.

Выходные данные сегментов потока можно легко векторизовать после прореживания с помощью р. тонкий. Каждый
сегмент потока на векторной карте будет иметь значение соответствующего бассейна. Изолировать
суббассейнов и ручьев для большего бассейна, МАСКА для большего бассейна может быть создана с
р. вод. выход. Выходные данные сегментов потока служат ориентиром, где разместить выходное отверстие.
точка, используемая как вход для р. вод. выход. Порог бассейна должен был быть достаточно
маленький, чтобы изолировать сеть ручьев и суббассейны в пределах большего бассейна.

ПРИМЕРЫ

В этих примерах используется образец набора данных Spearfish.

Конвертировать правый водораздел вывод карты потоков в векторную карту
Если вам нужна подробная потоковая сеть, установите опцию порогового значения small, чтобы создать много
водосборные бассейны, поскольку на водосборный бассейн представлен только один ручей. Флаг r.to.vect -v
сохраняет идентификатор водосбора как номер категории векторов.
r.watershed elevation = elevation.dem stream = rwater.stream
r.to.vect -v in = rwater.stream out = rwater_stream

Установите другую цветовую таблицу для карты накопления:
MAP = rwater.accum
r.watershed elevation = elevation.dem аккумулятор = $ MAP
eval `r.univar -g" $ MAP "`
stddev_x_2 = `echo $ stddev | awk '{print $ 1 * 2}' `
stddev_div_2 = `echo $ stddev | awk '{print $ 1/2}' `
r.colors $ MAP col = rules << EOF
0% красный
- $ stddev_x_2 красный
- $ stddev желтый
- $ stddev_div_2 голубой
- $ mean_of_abs синий
0 белый
$ mean_of_abs синий
$ stddev_div_2 голубой
$ stddev желтый
$ stddev_x_2 красный
100% красный
EOF

Создайте более подробную карту потока, используя карту накопления, и преобразуйте ее в вектор
выходная карта. Отсечка накопления и, следовательно, фрактальная размерность произвольны; в
В этом примере мы используем среднее количество ячеек водосбора вверх по течению на карте (рассчитанное в
приведенный выше пример р.унивар) в качестве порогового значения. Это работает только с SFD, но не с MFD.
r.watershed elevation = elevation.dem аккумулятор = rwater.accum
r.mapcalc 'МАСКА = if (! isnull (elevation.dem))'
r.mapcalc "rwater.course =
if( abs(rwater.accum) > $mean_of_abs,
абс(rwater.accum),
нулевой() )"
r.colors -g rwater.course col = bcyr
g.remove -f type = имя растра = МАСКА
# разжижение is обязательный до преобразование растр линий в вектор
r.thin in = rwater.course out = rwater.course.Thin
r.colors -gn rwater.course.Thin color = серый
r.to.vect in = rwater.course.Thin out = rwater_course type = line
v.db.dropcolumn map = rwater_course column = label

Создавай водораздел бассейны карта и превращаются в a вектор многоугольник карта
высота водораздела = высота водораздела водосбора = порог водораздела = 15000
r.to.vect -s in = rwater.basin out = rwater_basins type = area
v.db.dropcolumn map = rwater_basins column = label
v.db.renamecolumn map = rwater_basins column = значение, водосбор

Отображение вывода в приятной форме
r.relief map = elevation.dem
d.shade shade = elevation.dem.shade color = rwater.basin bright = 40
d.vect rwater_course color = оранжевый

Ссылки

· Эльшлегер К. (1989). . AT Поиск Алгоритм в Разработка Гидрологический Модели
от Digital Высота Данные, Производство of международный Географический Информация
системы (ИГИС) КОНФЕРЕНЦИЯ ПО СИНЕСТЕЗИИ. МОСКВА, XNUMX-XNUMX ОКТЯБРЯ, XNUMX '89, pp. 275-281 (Балтимор, Мэриленд, 18-19 марта 1989 г.).
URL: http://chuck.ehlschlaeger.info/older/IGIS/paper.html

· Холмгрен П. (1994). Многочисленные поток направление алгоритмы для сток моделирование in
сетка основанный высота модели: An эмпирический оценка. гидрологический Процессы Vol
8(4), 327-334.
DOI: 10.1002 / hyp.3360080405

· Киннер Д., Митасова Х., Хармон Р., Тома Л., Сталлард Р. (2005). На базе ГИС Поток
Cеть Анализ для The Chagres Река Басин, Республика of Панама. The Rio Чагрес:
A Мультидисциплинарный Профиль of a тропический Водораздел, Р. Хармон (Ред.),
Спрингер / Клувер, стр.83-95.
URL: http://www4.ncsu.edu/~hmitaso/measwork/panama/panama.html

· МакКул и др. (1987). Пересмотренный Склон Крутизна фактор для Universal Почва Убыток
Уравнение, Сделки of ASAE Vol 30(5).

· Мец М., Митасова Х., Хармон Р. (2011). Эффективный добыча of дренаж сетей
от массивное, радиолокационный высота ухода наименее стоят путь по области применения, гидрол.
Земля Сист. Sci. Том 15, 667-678.
DOI: 10.5194 / hess-15-667-2011

· Куинн П., Бевен К., Шевалье П., Планшон О. (1991). The прогноз of
склон холма поток пути для распределенный гидрологический моделирование через Digital
Высота Модели, гидрологический Процессы Vol 5(1), с.59-79.
DOI: 10.1002 / hyp.3360050106

· Вельц М.А., Ренард К.Г., Симантон-младший (1987). Пересмотренный Universal Почва Убыток
Уравнение для западных пастбища, США / Мексика КОНФЕРЕНЦИЯ ПО СИНЕСТЕЗИИ. МОСКВА, XNUMX-XNUMX ОКТЯБРЯ, XNUMX of Стратегии для
классификация и Руководство of Родной растительность для Еда Постановка In засушливый
Зоны (Тусон, Аризона, 12–16 октября 1987 г.).

Используйте r.watershedgrass онлайн с помощью сервисов onworks.net