r.watershedgrass - онлайн у хмарі

ПРОГРАМА:

ІМ'Я

р.вододіл - Розраховує гідрологічні параметри та коефіцієнти RUSLE.

КЛЮЧОВІ СЛОВА

растр, гідрологія, вододіл

СИНТАКСИС

р.вододіл
р.вододіл --допомога
р.вододіл [-s4mab] висота=ім'я [депресія=ім'я] [потік=ім'я]
[порушена_земля=ім'я] [блокування=ім'я] [поріг=ціле] [максимальна_довжина_схилу=плавати]
[накопичення=ім'я] [tci=ім'я] [дренаж=ім'я] [басейну=ім'я] [потік=ім'я]
[напівбасейн=ім'я] [довжина_нахилу=ім'я] [крутизна_схилу=ім'я] [збіжність=ціле]
[пам'ять=ціле] [--перезаписати] [--допомога] [--докладний] [--тихий] [--ui]

Прапори:
-s
Потік SFD (D8) (за замовчуванням MFD)
SFD: єдиний напрямок потоку, MFD: кілька напрямків потоку

-4
Дозволяйте лише горизонтальний і вертикальний потік води

-m
Увімкнути параметр дискової пам'яті: робота повільна
Необхідно, лише якщо вимоги до пам’яті перевищують доступну оперативну пам’ять; див. інструкцію, як це зробити
розрахувати потреби в пам'яті

-a
Використовуйте накопичення позитивного потоку навіть для ймовірних занижених оцінок
Дивіться посібник для детального опису виходу накопичення потоку

-b
Прикрашайте рівні ділянки
Напрямок потоку на рівних ділянках змінено, щоб виглядати красивіше

--перезаписати
Дозволити вихідним файлам замінювати наявні файли

--допомога
Роздрукувати підсумок використання

-багатослівний
Детальний вихід модуля

--спокійно
Тихий вихід модуля

--ui
Примусово запустити діалогове вікно графічного інтерфейсу

Параметри:
висота=ім'я [вимагається]
Назва вхідної растрової карти висот

депресія=ім'я
Найменування растрової карти вхідних западин
Усі ненульові та ненульові комірки вважаються справжніми западинами

потік=ім'я
Назва вхідного растру, що представляє кількість сухопутного потоку на комірку

порушена_земля=ім'я
Назва вхідної растрової карти відсоток порушених земель
Для USLE

блокування=ім'я
Назва вхідної растрової карти, що блокує наземний поверхневий потік
Для USLE. Усі ненульові та ненульові комірки вважаються блокуючим ландшафтом.

поріг=ціле
Мінімальний розмір зовнішнього водозбірного басейну

максимальна_довжина_схилу=плавати
Максимальна довжина поверхневого потоку в одиницях карти
Для USLE

накопичення=ім'я
Ім'я для виведеної растрової карти накопичення
Кількість комірок, які стікають через кожну комірку

tci=ім'я
Назва для вихідної карти топографічного індексу ln(a / tan(b)).

дренаж=ім'я
Назва вихідної растрової карти напрямку дренажу

басейну=ім'я
Назва растрової карти вихідних басейнів

потік=ім'я
Назва растрової карти сегментів вихідного потоку

напівбасейн=ім'я
Назва для вихідної растрової карти напівбасейнів
Кожному напівбасейну надається унікальне значення

довжина_нахилу=ім'я
Назва вихідної растрової карти довжини схилу
Коефіцієнт довжини схилу та крутизни (LS) для USLE

крутизна_схилу=ім'я
Назва вихідної растрової карти крутизни схилу
Фактор крутизни схилу (S) для USLE

збіжність=ціле
Коефіцієнт збіжності для МФД (1-10)
1 = найбільш розбіжний потік, 10 = найбільш збіжний потік. Рекомендовано: 5
За умовчанням: 5

пам'ять=ціле
Максимальна пам'ять, яку можна використовувати з прапорцем -m (у МБ)
За умовчанням: 300

ОПИС

р.вододіл генерує набір карт із зазначенням: 1) накопичення потоку, напрямок дренажу,
розташування потоків і вододілів, а також 2) коефіцієнти LS і S переглянутого
Універсальне рівняння втрат ґрунту (RUSLE).

ПРИМІТКИ

Без прапора -m весь аналіз виконується в пам’яті, яка підтримується операційною системою
система. Це може бути обмежено, але дуже швидко. Встановлення цього прапорця змушує програму
керувати пам'яттю на диску, що дозволяє обробляти дуже великі карти, але повільніше.

Прапор -s змусити модуль використовувати єдиний напрямок потоку (SFD, D8) замість кількох потоків
напрямок (МФД). МФД увімкнено за замовчуванням.

By -4 прапор користувача дозволяє лише горизонтальний і вертикальний потік води. Потік і схил
довжини приблизно однакові з виходами поверхневого потоку за замовчуванням (дозволяє
горизонтальний, вертикальний і діагональний потік води). Цей прапор також буде робити дренаж
басейни виглядають більш однорідними.

Коли -a якщо вказано прапорець, модуль використовуватиме накопичення позитивного потоку навіть для ймовірного
недооцінює. Якщо цей прапорець не встановлено, комірки зі значенням накопичення потоку є
імовірно занижені, перетворюються на негативні. Детальну інформацію дивіться нижче
опис виходу накопичення потоку.

варіант збіжність визначає коефіцієнт конвергенції для MFD. Менші значення призводять до вищих
розходження, потік більш широко розподілений. Вищі значення призводять до вищої конвергенції,
потік менш поширений, стаючи більш схожим на SFD.

варіант висота визначає дані висоти, на яких базується весь аналіз. НУЛЬ
(nodata) клітинки ігноруються, нульові та від’ємні значення є дійсними даними висоти. Прогалини в
карту висот, які розташовані в межах цікавої території, необхідно заповнити заздалегідь,
наприклад з r.fillnulls, щоб уникнути спотворень. Карту висот не потрібно заповнювати поглинанням
тому що модуль використовує алгоритм найменших витрат.

варіант депресія визначає необов'язкову карту фактичних западин або ворон у
ландшафт, який достатньо великий, щоб уповільнити та накопичити поверхневий стік від шторму. все
клітинки, які не є NULL і не нульові, вказують на депресії. Вода втече, але ні
з депресій.

Сітка потік карта вказує кількість сухопутного потоку на комірку. Ця карта вказує суму
одиниць наземного потоку, які кожна комірка буде вносити в модель басейну вододілу.
Одиниці наземного потоку представляють кількість наземного потоку, яку кожна клітина вносить у поверхню
потік. Якщо опущено, передбачається значення одиниці (1).

Введіть растрову карту або значення, що містить відсоток порушених земель (тобто орні землі та
будівельні майданчики), де растр або вхідне значення 17 дорівнює 17%. Якщо немає карти чи значення
дається, р.вододіл передбачає відсутність порушеної землі. Цей вхід використовується для RUSLE
розрахунки.

варіант блокування визначає місцевість, яка блокуватиме наземний поверхневий потік. errain що буде
блокувати наземний поверхневий потік і перезапустити довжину схилу для RUSLE. Усі клітини, що
не NULL і не дорівнюють нулю, вказують на місцевість, що блокує.

варіант поріг визначає мінімальний розмір зовнішнього вододілу в клітинках, якщо ні
вводиться карта потоку або одиниці сухопутного потоку, якщо задано карту потоку. Попередження: низький
порогові значення різко збільшать час виконання та створять басейн, який важко читати
та результатів half_basin. Цей параметр також контролює рівень деталізації в потік
карта сегментів.

Значення, надане максимальна_довжина_схилу опція вказує максимальну довжину сухопутної поверхні
витрата в метрах. Якщо сухопутний потік рухається більшою за максимальну довжину, програма
передбачає максимальну довжину (передбачається, що характеристики ландшафту не помітні в
існує цифрова модель висоти, яка максимізує довжину схилу). Цей вхід використовується для
розрахунки RUSLE і є чутливим параметром.

Вихід накопичення карта містить абсолютне значення кожної клітинки в цій вихідній карті
кількість наземного потоку, який перетинає клітину. Це значення і буде числом височини
клітинки плюс один, якщо карта сухопутного потоку не задана. Якщо подано карту сухопутного потоку,
значення буде в одиницях наземного потоку. Від’ємні числа вказують на те, що ці клітини можливо
мають поверхневий стік з-за меж поточного географічного регіону. Таким чином, будь-які клітини с
для від’ємних значень неможливо розрахувати поверхневий стік і продуктивність седиментації
точно

Вихід tci растрова карта містить топографічний індекс TCI обчислюється як ln(α /
tan(β)), де α це загальна площа підйому, що стікає через точку на одиницю
довжина контуру та tan(β) є локальним кутом нахилу. TCI відображає тенденцію
накопичення води в будь-якій точці водозбору та схильність до дії сил тяжіння
щоб перемістити цю воду вниз по схилу (Quinn та ін. 1991). Це значення буде від’ємним, якщо α /
засмага (β) < 1.

Вихід дренаж растрова карта містить напрямок дренажу. Надає "аспект" для кожного
клітинка вимірюється CCW зі сходу. Множення позитивних значень на 45 дасть напрямок
градусів, що поверхневий стік буде проходити з цієї клітини. Значення 0 (нуль) вказує
що клітина є зоною депресії (визначеної вхідною картою депресії). Від’ємні значення
вказують на те, що поверхневий стік залишає межі поточного географічного регіону.
Абсолютне значення цих негативних комірок вказує напрямок потоку.

Вихідні дані басейну карта містить унікальну позначку для кожного вододілу. Кожен тазик буде
задано унікальне додатне парне число. Ділянки вздовж країв можуть бути недостатньо великими для створення
зовнішній водозбірний басейн. Значення 0 означають, що клітинка не є частиною повної
вододільний басейн у поточному географічному регіоні.

Вихідні дані потік містить сегменти потоку. Значення відповідають вододілу басейну
значення. Можна векторизувати після прорідження (р.тонкий) з r.to.vect.

Вихідні дані напівбасейн Растрова карта зберігає кожному півбасейну надається унікальне значення. Вододіл
басейни поділяються на лівий і правий борти. Права бічна клітина вододілу
басейн (дивлячись вище за течією) надаються парні значення, що відповідають значенням у басейні. The
ліві бічні комірки вододільного басейну отримують непарні значення, які на одиницю менше
значення вододілу басейну.

Вихідні дані довжина_нахилу растрова карта зберігає довжину схилу та коефіцієнт крутизни (LS) для
Переглянуте універсальне рівняння втрати ґрунту (RUSLE). Рівняння, взяті з Переглянутий Universal Грунт
Втрата Рівняння та цінності Western Пасовищні угіддя (Вельц та ін. 1987). Оскільки коефіцієнт LS невеликий
число (зазвичай менше одиниці), вихідна карта GRASS має тип DCELL.

Вихідні дані крутизна_схилу растрова карта зберігає коефіцієнт крутизни схилу (S) для Universal
Рівняння втрат ґрунту (RUSLE). Рівняння взято зі статті під назвою Переглянутий Схил Крутизна
Фактор та цінності Universal Грунт Втрата Рівняння (McCool та ін. 1987). Оскільки фактор S дорівнює a
невелике число (зазвичай менше одного), вихідна карта GRASS має тип DCELL.

AT найменша вартість пошук алгоритм
р.вододіл використовує AT алгоритм пошуку з найменшою вартістю (див. розділ ПОСИЛАННЯ), призначений для
мінімізувати вплив помилок даних DEM. У порівнянні з r.terraflow, забезпечує цей алгоритм
більш точні результати в областях з низьким ухилом, а також ЦМР, побудовані за допомогою техніки
що помилка верхівки купола як висота землі. Кіннер та ін. (2005), наприклад, б/у
ЦМР SRTM та IFSAR для порівняння р.вододіл проти r.terraflow результати в Панамі.
r.terraflow поки що не вдалося відтворити розташування потоків у великих долинах
р.вододіл виконано набагато краще. Таким чином, якщо лісовий полог існує в долинах, SRTM, IFSAR,
і подібні продукти даних призведуть до серйозних помилок r.terraflow вихід потоку. Під
аналогічні умови, р.вододіл генеруватиме краще потік та напівбасейн результати. Якщо
вододіли мають плоский або низький схил, р.вододіл створить кращий басейн
результати ніж r.terraflow. (r.terraflow використовує той самий тип алгоритму, що й ArcGIS ESRI
програмне забезпечення вододілу, яке не працює за цих умов.) Крім того, якщо розділи вододілу містять
полог лісу, змішаний із незакритими територіями за допомогою SRTM, IFSAR та подібних продуктів даних,
р.вододіл створить кращі результати басейну, ніж r.terraflow. Алгоритм виробляє
результати, схожі на ті, що отримані під час бігу r.cost та р.злив на кожній клітинці на
растрова карта.

множинний потік напрям (МФД)
р.вододіл пропонує два методи розрахунку поверхневого потоку: єдиний напрямок потоку (SFD, D8)
і множинний напрямок потоку (MFD). З MFD потік води розподіляється на всі сусідні
клітини з меншою висотою, використовуючи нахил до сусідніх клітин як ваговий фактор
для пропорційного розподілу. Шлях AT з найменшою вартістю завжди включений. В результаті,
западини та перешкоди проходять з витонченою конвергенцією потоку перед
перелив. Фактор конвергенції викликає сильнішу конвергенцію накопичення потоку
вищі значення. Підтримується діапазон від 1 до 10, рекомендований коефіцієнт збіжності 5
(Holmgren, 1994). Якщо за допомогою MFD створюється багато невеликих резервуарів, налаштування
збільшення коефіцієнта конвергенції до більш високого значення може зменшити кількість дрібних лусочних басейнів.

В пам'яті режим та диск обмін режим
Є дві версії цієї програми: баран та сег. баран використовується за замовчуванням, сег може бути
використовується шляхом налаштування -m прапор

Команда баран Версія вимагає максимум 31 МБ оперативної пам'яті для 1 мільйона комірок. Разом з
обсяг доступної системної пам’яті (RAM), це значення можна використовувати для оцінки того, чи є
поточну область можна обробити за допомогою баран версія.

Команда баран версія використовує віртуальну пам'ять, якою керує операційна система, для зберігання всіх даних
структур і швидше, ніж сег версія; сег використовує бібліотеку сегментації GRASS
який керує даними в дискових файлах. сег використовує лише стільки системної пам'яті (RAM), скільки зазначено
з пам'ять опція, що дозволяє іншим процесам працювати в тій же системі, навіть коли
поточний географічний регіон величезний.

Через вимоги до пам’яті обох програм досить легко вичерпати пам’ять
робота з величезними регіонами карти. Якщо баран версії не вистачає пам'яті та роздільної здатності
Розмір поточного географічного регіону не можна збільшити, або потрібно більше пам’яті
додано до комп’ютера, або потрібно збільшити розмір простору підкачки. Якщо сег закінчується
пам’яті, для запуску програми потрібно звільнити додатковий простір на диску. The
r.terraflow Модуль був спеціально розроблений з урахуванням величезних регіонів і може бути корисним
тут як альтернатива, хоча вимоги до дискового простору r.terraflow кілька разів
вище, ніж сег.

великий райони з багато клітин
Верхня межа в баран версія становить 2 мільярди (231 - 1) клітин, тоді як верхня межа
для сег версія складається з 9 мільярдів мільярдів (263 - 1 = 9.223372e+18) клітин.
У деяких ситуаціях розмір області (кількість клітинок) може бути завеликим для кількості
доступний час або пам’ять. Біг р.вододіл потім може знадобитися використання більш грубого
дозвіл. Щоб зробити результати більш схожими на точніші дані місцевості, створіть карту
шар, що містить найнижчі значення висоти з більш грубою роздільною здатністю. Це робиться:
1) Встановлення поточного географічного регіону рівним шару карти висот г.регіон,
2) Використовуйте р.сусіди or r.resamp.stats команда для пошуку найменшого значення для області
дорівнює за розміром бажаній роздільній здатності. Наприклад, якщо роздільна здатність вис
дані 30 метрів і роздільна здатність географічного регіону для р.вододіл буде 90
метрів: використовуйте мінімальну функцію для мікрорайону 3 на 3. Після зміни на
резолюція, при якій р.вододіл буде запущено, р.вододіл слід запускати, використовуючи значення
від околиці вихідний шар карти, який представляє мінімальну висоту в межах
область більш грубої клітини.

Басейн поріг
Мінімальний розмір водозбірних басейнів, визначений ст поріг параметр, має значення лише
для тих вододілів з одним потоком, що має принаймні поріг клітин тече
в це. (Ці вододіли називаються зовнішніми басейнами.) Внутрішні дренажні басейни містять
сегменти потоку нижче кількох приток. Внутрішні водостоки можуть бути будь-яких розмірів
оскільки довжина внутрішнього сегмента потоку визначається відстанню між
притоки, що впадають у нього.

MASK та немає дані
Команда р.вододіл програма не вимагає від користувача наявності поточного географічного регіону
заповнений значеннями висоти. Ділянки без даних про висоту (замасковані або NULL клітинки) є
ігнорується. НЕ потрібно створювати растрову карту (або перекласифікацію растру) з іменем
МАСКА для клітинок NULL. Області без даних про висоту розглядатимуться так, ніби вони поза межами
краю обл. Такі області зменшать пам'ять, необхідну для запуску програми.
Маскування неважливих ділянок може значно скоротити час обробки, якщо вододіли
цікаві займають невеликий відсоток загальної площі.

Прогалини (нульові комірки) на карті висот, розташовані в межах цікавої області, будуть
сильно впливають на аналіз: вода буде надходити в ці щілини, але не витікати з них. Ці прогалини
має бути заповнено заздалегідь, напр. з r.fillnulls.

Нульові (0) і від’ємні значення розглядатимуться як дані про висоту (а не no_data).

далі обробка of вихід шарів
Проблемні зони, тобто ті частини басейну з імовірною недооцінкою потоку
накопичення, можна легко ототожнити, напр.
r.mapcalc "проблеми = if(flow_acc < 0, basin, null())"
Якщо область інтересу містить такі проблемні зони, а це небажано, то
область обчислень повинна бути розширена до площі водозбору для області інтересу
повністю включено.

Щоб виділити окрему річкову мережу, використовуючи вихідні дані цього модуля, кілька
можуть бути розглянуті підходи.

1 Використовуйте повторний зразок растрової карти водозбірного басейну як МАСКУ.
Метод еквівалентної векторної карти використовується аналогічно v.select or v.накладення.

2 Використовувати r.cost модуль з точкою в річці як початковою точкою.

3 Використовувати v.net.iso модуль із вузлом у річці як відправною точкою.

Усі окремі річкові мережі у вихідних сегментах потоку можна ідентифікувати
їх кінцеві вихідні точки. Ці точки є всіма комірками у вихідних сегментах потоку
з негативним напрямком дренажу. Ці точки можна використовувати як початкові для
р.водовідвід or v.net.iso.

Створити річка миля сегментації з векторизованої карти потоків, спробуйте v.net.iso or
v.lrs.сегмент модулів.

Вихід сегментів потоку можна легко векторизувати після прорідження за допомогою р.тонкий. Кожен
сегмент потоку на векторній карті матиме значення відповідного басейну. Ізолювати
суббасейни та потоки для більшого басейну, MASK для більшого басейну можна створити за допомогою
р.водовідвід. Вихід сегментів потоку служить орієнтиром, де розташувати вихід
точка використовується як вхідні дані для р.водовідвід. Поріг басейну мав бути достатнім
малий, щоб ізолювати мережу потоків і суббасейни в межах більшого басейну.

ПРИКЛАДИ

У цих прикладах використовується вибірковий набір даних Spearfish.

Конвертувати р.вододіл streams map вихід у векторну карту
Якщо вам потрібна детальна мережа потоків, встановіть невеликий пороговий параметр, щоб створити багато
водозбірні басейни, оскільки на водозбір представлено лише один потік. Прапорець r.to.vect -v
зберігає ідентифікатор водозбору як номер категорії вектора.
r.watershed elev=elevation.dem stream=rwater.stream
r.to.vect -v in=rwater.stream out=rwater_stream

Встановіть інший колір таблиці для карти накопичення:
КАРТА=rwater.accum
r.watershed elev=elevation.dem accum=$MAP
eval `r.univar -g "$MAP"`
stddev_x_2=`ехо $stddev | awk ’{print $1 * 2}’`
stddev_div_2=`ехо $stddev | awk ’{print $1 / 2}’`
r.colors $MAP col=rules << EOF
0% червоний
-$stddev_x_2 червоний
-$stddev жовтий
-$stddev_div_2 блакитний
-$mean_of_abs синій
0 білий
$mean_of_abs синій
$stddev_div_2 блакитний
$stddev жовтий
$stddev_x_2 червоний
100% червоний
EOF

Створіть більш детальну карту потоку за допомогою карти накопичення та перетворіть її на векторну
вихідна карта. Границя накопичення, а отже, фрактальна розмірність, є довільною; в
у цьому прикладі ми використовуємо середнє значення на карті кількості осередків водозбірного басейну вище за течією (розраховане в
наведений вище приклад р.унівар) як граничне значення. Це працює лише з SFD, а не з MFD.
r.watershed elev=elevation.dem accum=rwater.accum
r.mapcalc ’МАСКА = if(!isnull(elevation.dem))’
r.mapcalc "rwater.course = \
if( abs(rwater.accum) > $mean_of_abs, \
abs(rwater.accum), \
нуль() )"
r.colors -g rwater.course col=bcyr
g.remove -f тип=назва растру=МАСКА
# Стоншення is вимагається перед тим перетворення растр lines до вектор
r.thin in=rwater.course out=rwater.course.Thin
r.colors -gn rwater.course.Thin color=grey
r.to.vect in=rwater.course.Thin out=rwater_course type=line
v.db.dropcolumn map=rwater_course column=label

Створити вододіл басейни карта та конвертувати до a вектор багатокутник карта
r.watershed elev=elevation.dem basin=rwater.basin thresh=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=value,catchment

Відображення результату в приємний спосіб
r.relief map=elevation.dem
d.shade shade=elevation.dem.shade color=rwater.basin bright=40
d.vect rwater_course color=orange

Посилання

· Ehlschlaeger C. (1989). використання AT Пошук Алгоритм до розвивати Гідрологічний моделі
від Digital Висота дані, Праці of Міжнародне покриття Географічні Інформація
Системи (IGIS) Симпозіум '89, стор. 275-281 (Балтімор, штат Меріленд, 18-19 березня 1989 р.).
URL: http://chuck.ehlschlaeger.info/older/IGIS/paper.html

· Холмгрен П. (1994). множинний потік напрям алгоритми та цінності стік моделювання in
сітка заснований висота моделі: An емпіричний оцінки. Гідрологічний процеси Vol
8(4), 327-334.
DOI: 10.1002/hyp.3360080405

· Кіннер Д., Мітасова Х., Хармон Р., Тома Л., Сталлард Р. (2005). На основі ГІС потік
мережу Аналіз та цінності Команда Чагрес Річка басейн, Республіка of Панама. Команда Rio Чагрес:
A Багатопрофільна профіль of a тропічний Вододіл, Р. Хармон (Ред.),
Springer/Kluwer, p.83-95.
URL: http://www4.ncsu.edu/~hmitaso/measwork/panama/panama.html

· МакКул та ін. (1987). Переглянутий Схил Крутизна Фактор та цінності Universal Грунт Втрата
Рівняння, Transactions of ASAE Vol 30(5).

· Мец М., Мітасова Х., Хармон Р. (2011). Ефективний видобуток of дренаж мереж
від масивний, на основі радіолокатора висота Моделі з найменш коштувати шлях пошук, Гідрол.
Земля сист. Sci. Том 15, 667-678.
DOI: 10.5194/hess-15-667-2011

· Куїн П., К. Бевен К., Шевальє П., Планшон О. (1991). Команда прогноз of
схил пагорба потік стежки та цінності розподілений гідрологічні моделювання використання Digital
Висота моделі, Гідрологічний процеси Vol 5(1), с.59-79.
DOI: 10.1002/hyp.3360050106

· Weltz MA, Renard KG, Simanton JR (1987). Переглянутий Universal Грунт Втрата
Рівняння та цінності Western Пасовищні угіддя, США/Мексика Симпозіум of Стратегії та цінності
Класифікація та управління of рідний Рослинність та цінності Харчування Виробництво In Арид
Зони (Тусон, Аризона, 12-16 жовтня 1987 р.).

Використовуйте r.watershedgrass онлайн за допомогою сервісів onworks.net