24.4.3. Analyse de réseau hydrographique

24.4.3.1. Se connecter

Pour chaque zone d’un raster saisie (par exemple HUC converti en grille), il identifie le point ayant la plus grande AreaD8. Ce point est considéré comme le point de sortie. Un fichier OGR est créé. En utilisant les directions d’écoulement, chaque sortie est déplacée vers le bas d’un nombre spécifié de cellules de grille qui est contrôlable par l’utilisateur (la valeur par défaut est 1). L’ID de l’emplacement où le point s’est déplacé est considéré comme l’ID vers le bas. Deux fichiers OGR sont créés, l’un avec les points initiaux et l’autre avec les points déplacés. Les deux contiennent les éléments id, iddown et AreaD8.

24.4.3.1.1. Paramètres

Label

Name

Type

Description

D8 directions de flux

[raster]

Une grille de directions d’écoulement qui sont codées en utilisant la méthode D8 où tout l’écoulement d’une cellule va à une seule cellule voisine dans la direction de la plus forte descente

Zone de contribution D8

[raster]

Une grille donnant la valeur de la zone contributive en termes de nombre de cellules de la grille (ou la somme des poids) pour chaque cellule considérée comme sa propre contribution plus la contribution des voisins en amont qui s’y déversent en utilisant l’algorithme D8. C’est généralement la sortie de l’outil « D8 Contributing Area « .

Bassin hydrographique

[raster]

Grille du bassin hydrographique délimitée par la fonction du bassin hydrographique de jauge ou la fonction du bassin hydrographique de cours d’eau. D’autres grilles de bassins versants (par exemple HUC) peuvent également être utilisées comme grilles de bassins versants.

Les cellules de la grille se déplacent vers l’aval

[number]

Le nombre de cellules de la grille se déplace vers l’aval en fonction du sens du flux.

24.4.3.1.2. Sorties

Label

Name

Type

Description

Sorties

[vector: point]

Un fichier OGR de points où chaque point est créé à partir d’une grille de bassin versant ayant la plus grande surface contributive pour chaque zone.

Déplacement sorties

[vector: point]

Un fichier OGR de points définissant les points d’intérêt déplacés. où chaque point est déplacé vers le bas d’un nombre spécifié de cellules de grille en utilisant les directions d’écoulement.

24.4.3.1.3. Code Python

ID de l’algorithme : taudem:connectdown

import processing
processing.run("algorithm_id", {parameter_dictionary})

L”id de l’algorithme est affiché lors du survol du nom de l’algorithme dans la boîte à outils Traitements. Les nom et valeur de chaque paramètre sont fournis via un dictionnaire de paramètres. Voir Utiliser les algorithmes du module de traitements depuis la console Python pour plus de détails sur l’exécution d’algorithmes via la console Python.

24.4.3.2. Valeur extrême de pente positive D8

Évalue la valeur extrême (maximale ou minimale) de pente positive à partir d’une grille d’entrée basée sur le modèle de flux D8. Ceci est initialement prévu pour être utilisé, lors de la génération d’un raster hydrographique, pour identifier un seuil du produit de la surface par la pente qui aboutit à un réseau hydrographique optimum (selon l’analyse de dénivelée).

Si le shapefile optionnel de point d’exutoire est utilisé, seules les cellules d’exutoires et les cellules de pente positive (par le modèle de flux D8) de ceux-ci sont dans le domaine qui doit être évalué.

Par défaut, l’outil vérifie la contamination des bords. Il s’agit de la possibilité qu’un résultat soit sous-estimée à cause de la non-prise en compte des cellules en dehors du domaine. Cela se produit lorsque le drainage se fait vers l’intérieur des limites ou avec des régions ayant des valeurs « sans donnée » pour l’élévation. L’algorithme le reconnaît et renvoie les valeurs « sans donnée » comme résultat pour ces cellules. Il est courant de constater des traînées de valeurs « sans donnée » se propageant des limites vers l’intérieur du domaine, le long des chemins de flux qui entre dans le domaine au niveau d’une limite. C’est l’effet désiré et cela indique que la surface contributive de ces cellules est inconnue car elle est dépendante du terrain qui se situe en dehors du domaine des données disponibles. La vérification de la contamination des arcs peut être désactivée lorsque vous savez qu’il ne s’agit pas d’un problème ou que vous voulez ignorer ces problèmes, par exemple, si le MNE a été découpé le long d’une limite de bassin versant.

24.4.3.2.1. Paramètres

Label

Name

Type

Description

Grille d’orientation des flux D8

[raster]

Une grille de directions de flux D8 qui est définie, pour chaque cellule, comme la direction d’une de ses 8 voisines, adjacentes ou diagonales, ayant la pente descendante la plus raide. Cette grille peut être obtenue depuis la sortie de l’outil « Directions de flux D8 ».

Grille des valeurs de la pente ascendante

[raster]

Il s’agit de la grille des valeurs parmi lesquelles la valeur maximale ou minimale de la pente ascendante est sélectionnée. Les valeurs les plus couramment utilisées sont celles du produit aire par pente qui est necéssaire pour générer les rasters hydrographiques par l’analyse de dénivelée.

Sorties Shapefile

En option

[vector: point]

Un Shapefile de points définissant les exutoires d’intérêt. Si le fichier en entrée est utilisé, seules les cellules en amont de ces exutoires seront évaluées par l’outil.

Vérifier la contamination des bords

[boolean]

Default: True

Un drapeau indiquant si l’outil doit vérifier la contamination des arcs.

Utiliser la valeur maximale de la pente ascendante

[boolean]

Default: True

Un drapeau pour indiquer si la valeur de seuil supérieur minimale ou maximale doit être calculée.

24.4.3.2.2. Sorties

Label

Name

Type

Description

Grille des valeurs extrêmes de la pente ascendante

[raster]

Une grille avec les valeurs maximales/minimales de pente positive.

24.4.3.2.3. Code Python

ID de l’algorithme : taudem:d8flowpathextremeup

import processing
processing.run("algorithm_id", {parameter_dictionary})

L”id de l’algorithme est affiché lors du survol du nom de l’algorithme dans la boîte à outils Traitements. Les nom et valeur de chaque paramètre sont fournis via un dictionnaire de paramètres. Voir Utiliser les algorithmes du module de traitements depuis la console Python pour plus de détails sur l’exécution d’algorithmes via la console Python.

24.4.3.3. Jauge de bassin versant

Calcule la grille de jauge de bassin versant. Chaque cellule est étiquetée avec l’identifiant (de la colonne id) de la jauge à travers laquelle l’eau s’écoule directement sans passer à travers aucune autre jauge.

24.4.3.3.1. Paramètres

Label

Name

Type

Description

A suppr D-infinity de direction d’écoulement

DINF_FLOWDIR

[raster]

Une grille de directions de flux basée sur la méthode D-Infinity

Grille d’orientation des flux D8

[raster]

Une grille de directions de flux D8 qui est définie, pour chaque cellule, comme la direction d’une de ses 8 voisines, adjacentes ou diagonales, ayant la pente descendante la plus raide. Cette grille peut être obtenue depuis la sortie de l’outil « Directions de flux D8 ».

Gages Shapefile

[vector: point]

Un fichier shape de points définissant les jauges qui permettront de délimiter les bassins versants. Ce fichier shape doit avoir une colonne id. Les cellules de grille dont l’eau s’écoule directement à travers chaque point de ce fichier seront étiquetées avec l’identifiant correspondant.

24.4.3.3.2. Sorties

Label

Name

Type

Description

Gage Watershed Grid

[raster]

Une grille identifiant chaque jauge du bassin versant. Chaque cellule est étiquetée avec l’identifiant (de la colonne id) de la jauge à travers laquelle l’eau s’écoule directement sans passer à travers aucune autre jauge.

Downstream Identifiers File

[file]

Un fichier texte donnant la connectivité de pente du bassin versant

24.4.3.3.3. Code Python

ID de l’algorithme : taudem:gagewatershed

import processing
processing.run("algorithm_id", {parameter_dictionary})

L”id de l’algorithme est affiché lors du survol du nom de l’algorithme dans la boîte à outils Traitements. Les nom et valeur de chaque paramètre sont fournis via un dictionnaire de paramètres. Voir Utiliser les algorithmes du module de traitements depuis la console Python pour plus de détails sur l’exécution d’algorithmes via la console Python.

24.4.3.4. Longueur de la surface hydrographique source

Créé une grille d’indicateur (1, 0) qui évalue A >= (M)(Ly) en se basant sur la longueur de la pente ascendante, la grill de surface contributive D8 et les paramètres M et y. Cette grille indique les cellules de source de cours d’eau potentielles. Il s’agit d’une méthode expérimentale basée sur la théorie de la loi de Hack qui stipule que pour chaque cours d’eau, L ~ A 0.6. Néanmoins, pour les pentes présentant des flux parallèles, L ~ A. Donc une transition des pentes aux cours d’eau peut être représentée par L ~ A 0.8 en suggérant que les cellules identifiées sont des cellules de cours d’eau lorsque A > M (L (1/0.8)).

24.4.3.4.1. Paramètres

Label

Name

Type

Description

Longueur de la grille

[raster]

Une grille de la pente ascendante maximale pour chaque cellule. Elle est calculée par la longueur du cheminement de flux à partir de la cellule la plus éloignée qui se déverse dans la cellule calculée. La longueur est mesurée entre le centre des cellules en prenant en compte la taille des cellules et si la direction est adjacente ou diagonale. Il s’agit de la longueur (L) qui est utilisée dans la formule A >(M)(Ly) pour déterminer quelles sont les cellules de cours d’eau. Cette grille peut être obtenue par l’outil « Réseau de grille ».

Grille des zones contributrices

[raster]

Une grille des valeurs de surface contributive de chaque cellule calculées à l’aide de l’algorithme D8. La surface contributive d’une cellule est calculée par sa contribution additionnée avec la contribution de toutes ses voisines en amont qui s’y déversent dedans, mesurée en nombre de cellules. Cette grille est généralement obtenue par l’outil « Surface contributive D8 ». Dans cet outil la surface contributive (A) est comparée dans la formule A > (M)(Ly) pour déterminer la transition vers un cours d’eau.

Seuil

[number]

Default: 0.03

Le paramètre de seuil de multiplication (M) qui est utilisé dans la formule: A > (M)(Ly) pour identifier le début des cours d’eau.

Exposant

[number]

Default: 1.3

Le paramètre de l’exposant (y) qui est utilisé dans la formule: A > (M)(Ly) pour identifier le commencement des cours d’eau. Dans les systèmes en branches, la loi de Hack suggère que L = 1/M A(1/y) avec 1/y = 0.6 (ou 0.56) (y vaut environ 1.7). Dans les systèmes de flux parallèles L est proportionnelle à A (y égale 1). Cette méthode tente d’identifier la transition entre ces deux paradigmes en utilisant un exposant y entre ces deux valeurs (y vaut environ 1.3).

24.4.3.4.2. Sorties

Label

Name

Type

Description

Grille de sources de flux

[raster]

Une grille d’indicateur (1, 0) qui évalue A >= (M)(L^y) en se basant sur la longueur de la pente ascendante maximale, les entrées de grille de surface contributive D8 et les paramètres M et y. Cette grille indique les cellules sources potentielles des cours d’eau.

24.4.3.4.3. Code Python

ID de l’algorithme : taudem:lengtharea

import processing
processing.run("algorithm_id", {parameter_dictionary})

L”id de l’algorithme est affiché lors du survol du nom de l’algorithme dans la boîte à outils Traitements. Les nom et valeur de chaque paramètre sont fournis via un dictionnaire de paramètres. Voir Utiliser les algorithmes du module de traitements depuis la console Python pour plus de détails sur l’exécution d’algorithmes via la console Python.

24.4.3.5. Déplacer les exutoires sur les cours d’eau

Déplace des points exutoires, qui ne sont pas alignés avec une cellule de cours d’eau à partir d’une grille de raster hydrographique, en aval dans la direction de flux D8 jusqu’à ce qu’un cours d’eau soit rencontré, les « max-dist » cellules sont examinées, ou que le cheminement du flux sorte du domaine (c’est à dire qu’une valeur « sans donnée » est rencontrée dans la direction du flux D8). Le fichier de sortie est un Shapefile des nouveaux exutoires où chaque point a été déplacé pour coïncider avec la grille de raster hydrographique, si possible. Un champ « dist_moved » est ajouté au fichier pour indiquer les changements effectués sur chaque point. Les points qui sont déjà sur une cellule de cours d’eau ne sont pas déplacés et leur champ « dist_moved » vaut 0. Les points qui ne sont pas au départ dans une cellule de cours d’eau sont déplacés en aval suivant la direction du flux D8 jusqu’à ce qu’une des situations suivantes apparaisse: a) Une cellule de cours d’eau est rencontrée avant de dépasser la valeur « max_dist » du nombre de cellules. Dans ce cas, le point est déplacé et le champ « dist_moved » reçoit une valeur indiquant le nombre de cellules de déplacement. b) Plus de « max_number » cellules ont été parcourues ou, c) la traversée sort du domaine (une valeur de direction de flux D8 « sans sonnée » est rencontrée). Dans ces cas, le point n’est pas déplacé et le champ « dist_moved » reçoit une valeur de -1.

24.4.3.5.1. Paramètres

Label

Name

Type

Description

Grille de direction du flux D8

[raster]

Une grille de directions de flux D8 qui est définie, pour chaque cellule, comme la direction d’une de ses 8 voisines, adjacentes ou diagonales, ayant la pente descendante la plus raide. Cette grille peut être obtenue depuis la sortie de l’outil « Directions de flux D8 ».

Stream Raster Grid

[raster]

Cette sortie est une grille d’indicateur (1, 0) qui indique l’emplacement des cours d’eau avec une valeur de 1 pour les cellules de cours d’eau et 0 pour les autres. Ce fichier est produit par plusieurs outils de l” »Analyse de Réseau de cours d’eau ».

Sorties Shapefile

[vector: point]

Un Shapefile de points définissant des points d’intérêt ou des exutoires qui devraient se trouver idéalement sur un cours d’eau mais qui peuvent ne pas y être exactement dessus dû au manque de précision lors de la numérisation des points par rapport à la grille raster hydrographique.

Nombre maximum de cellules de la grille à traverser

[number]

Default: 50

Ce paramètre d’entrée est le nombre maximal de cellules de décalage des points du fichier Shapefile des exutoires d’entrée qui seront déplacés avant d’être enregistrés dans un fichier Shapefile de sortie.

24.4.3.5.2. Sorties

Label

Name

Type

Description

Sortie Shapefile

[vector: point]

Un fichier Shape de points définissant des points d’intérêt ou des exutoires. Ce fichier présente un point pour chaque point du fichier d’exutoires en entrée. Si le point originel est situé sur un cours d’eau, le point n’est pas déplacé. Si le point originel n’est pas situé sur un cours d’eau, le point est déplacé sur la pente descendante selon la direction de flux D8 jusqu’à ce qu’il atteigne un cours d’eau ou la distance maximale. Ce fichier dispose d’un champ additionnel nommé « dist_moved » qui est le nombre de cellules de déplacement du point. Ce champ vaut 0 si la cellule était sur un cours d’eau, -1 si la cellule n’a pas été déplacée du fait qu’aucun cours d’eau n’était disponible dans la distance maximale ou une valeur positive lors du déplacement.

24.4.3.5.3. Code Python

ID de l’algorithme : taudem:moveoutletstostreams

import processing
processing.run("algorithm_id", {parameter_dictionary})

L”id de l’algorithme est affiché lors du survol du nom de l’algorithme dans la boîte à outils Traitements. Les nom et valeur de chaque paramètre sont fournis via un dictionnaire de paramètres. Voir Utiliser les algorithmes du module de traitements depuis la console Python pour plus de détails sur l’exécution d’algorithmes via la console Python.

24.4.3.6. Peuker Douglas

Crée une grille d’indicateurs (1, 0) de cellules de la grille incurvées vers le haut selon l’algorithme de Peuker et Douglas.

Avec cet outil, le MNE est d’abord lissé par un noyau pondéré au centre, sur les côtés et sur les diagonales. La méthode de Peuker et Douglas (1975) (également expliquée par Band en 1986), est ensuite utilisée pour identifier les cellules de courbure vers le haut. Cette technique pose une étiquette sur toute la grille et examine ensuite, en une seule passe, chaque quadrant de 4 cellules et dé-étiquette le plus élevé. Les cellules qui sont étiquetées sont considérées comme « incurvées vers le haut » et lorsqu’elles sont visualisées, elles forment un réseau de canaux. Ce réseau de proto-canaux n’est généralement pas très bien connecté et requiert de l’affinage, problèmes qui ont été soulevés en détail par Band (1986).

24.4.3.6.1. Paramètres

Label

Name

Type

Description

Grille d’élévation

[raster]

Une grille des valeurs d’élévation. Elle est généralement la sortie de l’outil « Supprimer les fosses », auquel cas ce sont des élévations avec les fosses supprimées.

Centre de lissage du poids

[number]

Default: 0.4

Le paramètre du poids centré utilisé par le noyau pour lisser le MNE avant que l’outil identifie les cellules d’incurvation vers le haut.

Lissage latéral du poids

[number]

Default: 0.1

Le paramètre du poids latéral utilisé par le noyau pour lisser le MNE avant que l’outil identifie les cellules d’incurvation vers le haut.

Poids de lissage diagonal

[number]

Default: 0.05

Le paramètre du poids diagonal utilisé par le noyau pour lisser le MNE avant que l’outil identifie les cellules d’incurvation vers le haut.

24.4.3.6.2. Sorties

Label

Name

Type

Description

Grille de sources de flux

[raster]

Une grille d’indicateur (1, 0) des cellules incurvées vers le haut selon l’algorithme de Peuker et Douglas. En termes de visualisation, elle ressemble à un réseau de canaux. Ce réseau de proto-canaux n’est généralement pas très bien connecté et requiert de l’affinage, problèmes qui ont été soulevés en détail par Band (1986).

24.4.3.6.3. Code Python

ID de l’algorithme : taudem:peukerdouglas

import processing
processing.run("algorithm_id", {parameter_dictionary})

L”id de l’algorithme est affiché lors du survol du nom de l’algorithme dans la boîte à outils Traitements. Les nom et valeur de chaque paramètre sont fournis via un dictionnaire de paramètres. Voir Utiliser les algorithmes du module de traitements depuis la console Python pour plus de détails sur l’exécution d’algorithmes via la console Python.

24.4.3.6.4. Voir également

  • Band, L. E., (1986), « Topographic partition of watersheds with digital elevation models », Water Resources Research, 22(1): 15-24.

  • Peuker, T. K. and D. H. Douglas, (1975), « Detection of surface-specific points by local parallel processing of discrete terrain elevation data », Comput. Graphics Image Process., 4: 375-387.

24.4.3.7. Peuker Douglas stream

Combine les fonctionnalités des outils « Peuker Douglas », « D8 Contributing Area », « Stream Drop Analysis » et « Stream Definition by Threshold » afin de générer une grille d’indicateurs de flux (1,0) où les flux sont situés en utilisant une méthode basée sur la courbure du MNE. Avec cette méthode, le MNE est d’abord lissé par un noyau avec des poids au centre, sur les côtés et sur les diagonales. La méthode de Peuker et Douglas (1975) (également expliquée dans Band, 1986), est ensuite utilisée pour identifier les cellules de la grille qui se courbent vers le haut. Cette technique marque la grille entière, puis examine en un seul passage chaque quadrant de 4 cellules de la grille, et débloque la plus haute. Les autres cellules marquées sont considérées comme étant « courbées vers le haut » et, lorsqu’elles sont examinées, elles ressemblent à un réseau de canaux. Ce réseau proto-canal manque parfois de connectivité, et/ou nécessite un amincissement, des questions qui ont été discutées en détail par Band (1986). L’amincissement et la connexion de ces cellules de grille sont ici réalisés en calculant la zone de contribution D8 en utilisant uniquement ces cellules courbées vers le haut. Un seuil d’accumulation sur le nombre de ces cellules est ensuite utilisé pour cartographier le réseau de canaux, ce seuil étant éventuellement fixé par l’utilisateur ou déterminé par l’analyse des gouttes.

Si l’analyse de goutte est utilisée, alors au lieu de fournir une valeur pour le seuil d’accumulation, la valeur du seuil d’accumulation est déterminée en recherchant la plage entre les paramètres d’analyse de goutte « Plus bas » et « Plus haut », en utilisant le nombre d’étapes du paramètre « Nombre ». Pour les aspects scientifiques de l’analyse des gouttes, voir Tarboton et al. (1991, 1992), et Tarboton et Ames (2001). La valeur du seuil d’accumulation qui est sélectionnée est la plus petite valeur où la valeur absolue de la statistique t est inférieure à 2. Cette valeur est inscrite dans le fichier texte du tableau d’analyse des gouttes. L’analyse de goutte n’est possible que lorsque des sorties ont été spécifiées, car si un domaine de grille entier est analysé, comme le seuil varie, des flux plus courts s’écoulant de la bordure peuvent ne pas remplir le critère du seuil et être exclus de l’analyse. Cela rend la définition de la densité de drainage problématique et il est quelque peu incohérent de comparer des statistiques évaluées sur différents domaines.

24.4.3.7.1. Paramètres

24.4.3.7.2. Sorties

Label

Name

Type

Description

Source de flux

[raster]

Une grille d’indicateur (1, 0) des cellules incurvées vers le haut selon l’algorithme de Peuker et Douglas. En termes de visualisation, elle ressemble à un réseau de canaux. Ce réseau de proto-canaux n’est généralement pas très bien connecté et requiert de l’affinage, problèmes qui ont été soulevés en détail par Band (1986).

24.4.3.7.3. Code Python

ID de l’algorithme : taudem:peukerdouglasstreamdef

import processing
processing.run("algorithm_id", {parameter_dictionary})

L”id de l’algorithme est affiché lors du survol du nom de l’algorithme dans la boîte à outils Traitements. Les nom et valeur de chaque paramètre sont fournis via un dictionnaire de paramètres. Voir Utiliser les algorithmes du module de traitements depuis la console Python pour plus de détails sur l’exécution d’algorithmes via la console Python.

24.4.3.8. Combinaison pente-surface

Crée une grille de valeurs de pente-surface (Sm) (An) basée sur des grilles d’entrée de pente et de bassin versant, et des paramètres m et n. Cet outil est destiné à être utilisé en tant qu’une partie de la méthode de délimitation des rasters de pente-surface de cours d’eau.

24.4.3.8.1. Paramètres

Label

Name

Type

Description

Grille de pentes

[raster]

Cette entrée est une grille des valeurs de pente. Cette grille peut être obtenue à partir de l’outil « Directions de flux D-Infinity ».

Grille des zones contributrices

[raster]

Une grille donnant le bassin versant spécifique de chaque cellule calculé comme sa contribution (longueur de cellule ou somme des poids) additionnée à la contribution des voisines en amont qui s’y déversent dedans. Cette grille peut être obtenue par l’outil « Surface contributive D-Infinity ».

Exposant de la pente

[number]

Default: 2

Le paramètre d’exposant de pente (m) qui sera utilisé dans la formule : (Sm)(An), qui est utilisée pour créer la grille pente-surface.

Exposant de zone

[number]

Default: 1

Le paramètre d’exposant de surface (n) qui sera utilisé dans la formule : (Sm)(An), qui est utilisée pour créer la grille pente-surface.

24.4.3.8.2. Sorties

Label

Name

Type

Description

Grille de zones de pentes

[raster]

Une grille de valeurs pente-surface (Sm)(An) basée à partir d’une grille de pente, d’une grille de bassin et des paramètres m, exposant de pente, et n, exposant de surface.

24.4.3.8.3. Code Python

ID de l’algorithme : taudem:slopearea

import processing
processing.run("algorithm_id", {parameter_dictionary})

L”id de l’algorithme est affiché lors du survol du nom de l’algorithme dans la boîte à outils Traitements. Les nom et valeur de chaque paramètre sont fournis via un dictionnaire de paramètres. Voir Utiliser les algorithmes du module de traitements depuis la console Python pour plus de détails sur l’exécution d’algorithmes via la console Python.

24.4.3.9. Définition du cours d’eau de la zone de pente

Crée une grille de valeurs de pente-surface (Sm) (An) basée sur des grilles d’entrée de pente et de bassin versant, et des paramètres m et n. Cet outil est destiné à être utilisé en tant qu’une partie de la méthode de délimitation des rasters de pente-surface de cours d’eau.

24.4.3.9.1. Paramètres

Label

Name

Type

Description

D8 directions de flux

[raster]

Zone contributive de D-infinity

[raster]

Une grille donnant le bassin versant spécifique de chaque cellule calculé comme sa contribution (longueur de cellule ou somme des poids) additionnée à la contribution des voisines en amont qui s’y déversent dedans. Cette grille peut être obtenue par l’outil « Surface contributive D-Infinity ».

Pente

[raster]

Cette entrée est une grille des valeurs de pente. Cette grille peut être obtenue à partir de l’outil « Directions de flux D-Infinity ».

Grille de masques

[raster]

Sorties

[vector: point]

Grille remplie de trous pour l’analyse des gouttes

[raster]

zone contributive D8 pour l’analyse des gouttes

[raster]

Exposant de la pente

[number]

Default: 2

Le paramètre d’exposant de pente (m) qui sera utilisé dans la formule : (Sm)(An), qui est utilisée pour créer la grille pente-surface.

Exposant de zone

[number]

Default: 1

Le paramètre d’exposant de surface (n) qui sera utilisé dans la formule : (Sm)(An), qui est utilisée pour créer la grille pente-surface.

Seuil d’accumulation

[number]

Seuil minimum

[number]

Seuil maximum

[number]

Nombre de seuils de chute

[number]

Type d’étape de seuil

[enumeration]

Default: 0

Options :

  • 0 — Logarithmique

  • 1 — Linéaire

Vérifier la contamination des bords

[boolean]

Sélectionner le seuil par l’analyse des gouttes

[boolean]

24.4.3.9.2. Sorties

Label

Name

Type

Description

Flux raster

[raster]

Surface pente

[raster]

Une grille de valeurs pente-surface (Sm)(An) basée à partir d’une grille de pente, d’une grille de bassin et des paramètres m, exposant de pente, et n, exposant de surface.

Maximum de pente ascendante

[raster]

Analyse des gouttes

[file]

24.4.3.9.3. Code Python

ID de l’algorithme : taudem:slopeareastreamdef

import processing
processing.run("algorithm_id", {parameter_dictionary})

L”id de l’algorithme est affiché lors du survol du nom de l’algorithme dans la boîte à outils Traitements. Les nom et valeur de chaque paramètre sont fournis via un dictionnaire de paramètres. Voir Utiliser les algorithmes du module de traitements depuis la console Python pour plus de détails sur l’exécution d’algorithmes via la console Python.

24.4.3.10. Définition de flux par seuil

S’applique sur n’importe quelle grille et calcule un indicateur (1, 0) identifiant les cellules dont les valeurs d’entrée sont supérieures ou égales à la valeur de seuil. L’utilisation courante est d’utiliser une grille de surface de source accumulée en entrée pour générer une grille raster de cours d’eau en sortie. Si vous utilisez la grille de masque optionnelle, le domaine évalué sera limité au cellules dont la valeur de masque sera supérieure ou égale à 0. Lorsque vous utilisez une grille de surface contributive D-Infinity (*sca) comme grille de masque, elle fonctionnera comme un masque de contamination des arcs. La logique de seuil est la suivante:

src = ((ssa >= thresh) & (mask >= s0)) ? 1:0

24.4.3.10.1. Paramètres

Label

Name

Type

Description

Grille de sources de flux cumulés

[raster]

Cette grille fait la somme nominale de certaines caractéristiques ou d’une combinaison de ces caractéristiques sur un bassin versant. Les caractéristiques exactes varient selon l’algorithme de raster de réseau hydrographique utilisé. Cette grille implique que la valeur des cellules incrémente monotonement vers l’aval, selon les directions de flux D8, de manière à ce que le réseau hydrographique en résultant soit continu. Même si cette grille est souvent obtenue à partir d’une accumulation, d’autres sources telle que la fonction de pente ascendante maximum produira également une grille convenable.

Seuil

[number]

Default: 100

Ce paramètre est comparé à la valeur de la grille source d’accumulation de cours d’eau (*ssa) pour déterminer si la cellule doit être considérée comme une cellule de cours d’eau. Les cours d’eau sont identifiés par les cellules où la valeur ssa est >= à ce seuil.

Grille de masques

En option

[raster]

Cette entrée optionnelle est une grille qui est utilisée pour masquer le domaine d’intérêt et la sortie n’est calculée que lorsque cette grille est >=0. Un cas d’utilisation courant est d’utiliser une grille de surface contributive D-Infinity comme masque de manière à ce que le réseau hydrographique délimité soit contraint aux surfaces où la surface contributive D-Infinity est disponible, répliquant la fonctionnalité de masque de contamination des arcs.

24.4.3.10.2. Sorties

Label

Name

Type

Description

Stream Raster Grid

[raster]

Il s’agit d’une grille d’indicateur (1, 0) qui indique l’emplacement des cours d’eau avec une valeur de 1 pour les cellules de cours d’eau et 0 pour les autres.

24.4.3.10.3. Code Python

ID de l’algorithme : taudem:threshold

import processing
processing.run("algorithm_id", {parameter_dictionary})

L”id de l’algorithme est affiché lors du survol du nom de l’algorithme dans la boîte à outils Traitements. Les nom et valeur de chaque paramètre sont fournis via un dictionnaire de paramètres. Voir Utiliser les algorithmes du module de traitements depuis la console Python pour plus de détails sur l’exécution d’algorithmes via la console Python.

24.4.3.11. Définition des flux avec analyse des stream

Combine la fonction de l’outil « Analyse de chute de flux » et les outils « Définition de flux par seuil ». Il applique une série de seuils (déterminés à partir des paramètres d’entrée) à la grille des sources de flux accumulés en entrée (ssa) et produit les résultats dans le tableau des statistiques de chute de flux (drp.txt). Ensuite, il produit une grille de flux, qui est une grille indicatrice (1,0) de cellules de flux. Les cellules de flux sont définies comme les cellules où la valeur de la source de flux accumulée est >= le seuil optimal déterminé à partir des statistiques sur les chutes de flux. Il est possible d’inclure une entrée de masque pour reproduire la fonctionnalité d’utilisation du fichier « sca » comme masque de contamination des bords. La logique du seuil devrait être : src = ((ssa >= seuil) & (masque >=0)) ? 1:0

24.4.3.11.1. Paramètres

24.4.3.11.2. Sorties

24.4.3.11.3. Code Python

ID de l’algorithme : taudem:streamdefdropanalysis

import processing
processing.run("algorithm_id", {parameter_dictionary})

L”id de l’algorithme est affiché lors du survol du nom de l’algorithme dans la boîte à outils Traitements. Les nom et valeur de chaque paramètre sont fournis via un dictionnaire de paramètres. Voir Utiliser les algorithmes du module de traitements depuis la console Python pour plus de détails sur l’exécution d’algorithmes via la console Python.

24.4.3.12. Analyse de déclivité des cours d’eau

Applique une série de seuils (déterminés à partir de paramètres d’entrée) à une grille de source de cours d’eau accumulés (*saa) et extrait les résultats dans un fichier *drp.txt sous la forme d’une table de statistiques de déclivité des cours d’eau. Cette fonction est conçue pour faciliter la détermination des seuils géo-morphologiques à utiliser pour délimiter les cours d’eau. L’analyse de la déclivité tente de sélectionner le seuil approprié de manière automatique en évaluant un réseau hydrographique pour trouver une plage des seuils et en examinant la propriété de déclivité constante des cours d’eau de Strahler qui en résultent. Il pose simplement la question : est-ce-que la déclivité moyenne des cours d’eau de premier ordre est statistiquement différente de la déclivité moyenne des cours d’eau d’ordres supérieurs, en utilisant un test T. La déclivité d’un cours d’eau est la différence d’élévation entre le début et la fin d’un cours d’eau définie par une série de liens du même ordre. Si le test T montre une différence significative alors le réseau hydrographique n’obéit pas à la « loi », est un seuil plus élevé doit être choisi. Le plus petit seuil pour lequel le test T ne montre pas de différence significative donne le réseau hydrographique ayant la plus grande résolution qui obéit à la « loi » de déclivité constante de géomorphologie. Il est également le seuil choisi pour la création « objective » ou automatique de cours d’eau à partir d’un MNE. Cette fonction peut être utilisée dans le développement des rasters de réseau hydrographique où les caractéristiques exactes des bassins versants qui ont été accumulés dans la grille de source de cours d’eau varient selon la méthode employée pour construire le raster de réseau hydrographique.

../../../../_images/streamdrops.jpg

La « loi » de déclivité constante des cours d’eau a été identifiée par Broscoe (1959). Pour plus de détails scientifiques sur la méthode utilisée pour déterminer les seuils de délimitation des cours d’eau, consultez Tarboton et al. (1991, 1992), Tarboton et Ames (2001).

24.4.3.12.1. Paramètres

Label

Name

Type

Description

Grille D8 des zones contributrices

[raster]

Une grille des valeurs de surface contributive de chaque cellule calculées à l’aide de l’algorithme D8. La surface contributive de chaque cellule est calculée par sa contribution additionnée à la contribution des voisines en amont qui s’y déversent dedans, mesurée en nombre de cellules ou en sommes charges de pondération. Cette grille peut être obtenue par l’outil « Surface contributive D8 ». Cette grille est utilisée dans l’évaluation de la densité de drainage dans une table de diminution de flux.

Grille de direction du flux D8

[raster]

Une grille de directions de flux D8 qui est définie, pour chaque cellule, comme la direction d’une de ses 8 voisines, adjacentes ou diagonales, ayant la pente descendante la plus raide. Cette grille peut être obtenue depuis la sortie de l’outil « Directions de flux D8 ».

Grille d’élévation remplie de fossés

[raster]

Une grille des valeurs d’élévation. Elle est généralement la sortie de l’outil « Supprimer les fosses », auquel cas ce sont des élévations avec les fosses supprimées.

Grille de sources de flux cumulés

[raster]

Cette grille doit avoir des valeurs qui augmentent monotonement vers l’aval selon les directions de flux D8. Elle est comparée à une série de seuils pour déterminer le démarrage des cours d’eau. Elle est généralement construite par l’accumulation d’une caractéristique ou d’une combinaison de certaines caractéristiques du bassin-versant à partir de l’outil « Surface contributive D8 » ou en utilisant l’option maximum de l’outil « Cheminement de flux extrême D8 ». La méthode exacte varie selon l’algorithme utilisé.

Sorties Shapefile

[vector: point]

Un Shapefile de points définissant les exutoires des cours d’eau à partir desquels l’analyse de déclivité sera réalisée.

Seuil minimum

[number]

Default: 5

Ce paramètre est le minimum d’une plage de recherche des valeurs de seuil en utilisant l’analyse de déclivité. Cette technique recherche le plus petit seuil dans la plage où la valeur absolue de la statistique t est inférieure à 2. Pour plus de détails scientifiques sur l’analyse de déclivité, voir Tarboton et al. (1991, 1992), Tarboton et Ames (2001).

Seuil maximum

[number]

Default: 500

Ce paramètre est le maximum d’une plage de recherche des valeurs de seuil en utilisant l’analyse de déclivité. Cette technique recherche le plus petit seuil dans la plage où la valeur absolue de la statistique t est inférieure à 2. Pour plus de détails scientifiques sur l’analyse de déclivité, voir Tarboton et al. (1991, 1992), Tarboton et Ames (2001).

Nombre de valeurs limites

[number]

Default: 10

Ce paramètre est le nombre de pas de division d’une plage de recherche des valeurs de seuil en utilisant l’analyse de déclivité. Cette technique recherche le plus petit seuil dans la plage où la valeur absolue de la statistique t est inférieure à 2. Pour plus de détails scientifiques sur l’analyse de déclivité, voir Tarboton et al. (1991, 1992), Tarboton et Ames (2001).

Espacement des valeurs seuils

[enumeration]

Default: 0

Ce paramètre indique s’il faut utiliser un espacement linéaire ou logarithmique lors de la recherche des valeurs de seuil en utilisant une analyse de diminution.

Options :

  • 0 — Logarithmique

  • 1 — Linéaire

24.4.3.12.2. Sorties

Label

Name

Type

Description

Goutte à la grille des flux D-Infinity

[file]

C’est un fichier texte délimité par des virgules avec la ligne d’en-tête suivante :

Threshold,DrainDen,NoFirstOrd,NoHighOrd,MeanDFirstOrd,MeanDHighOrd,StdDevFirstOrd,StdDevHighOrd,T

Le fichier contient ensuite une ligne de donnée pour chaque valeur de seuil examinée, et ensuite une ligne de résumé qui indique la valeur de seuil optimale. Cette technique recherche le plus petit seuil dans la plage où la valeur absolue de la statistique t est inférieure à 2. Pour plus de détails scientifiques sur l’analyse de déclivité, voir Tarboton et al. (1991, 1992), Tarboton et Ames (2001).

24.4.3.12.3. Code Python

ID de l’algorithme : taudem:dropanalysis

import processing
processing.run("algorithm_id", {parameter_dictionary})

L”id de l’algorithme est affiché lors du survol du nom de l’algorithme dans la boîte à outils Traitements. Les nom et valeur de chaque paramètre sont fournis via un dictionnaire de paramètres. Voir Utiliser les algorithmes du module de traitements depuis la console Python pour plus de détails sur l’exécution d’algorithmes via la console Python.

24.4.3.12.4. Voir également

  • Broscoe, A. J., (1959), « Quantitative analysis of longitudinal stream profiles of small watersheds », Office of Naval Research, Project NR 389-042, Technical Report No. 18, Department of Geology, Columbia University, New York.

  • Tarboton, D. G., R. L. Bras et I. Rodriguez-Iturbe, (1991), « On the Extraction of Channel Networks from Digital Elevation Data », Hydrologic Processes, 5(1): 81-100.

  • Tarboton, D. G., R. L. Bras et I. Rodriguez-Iturbe, (1992), « A Physical Basis for Drainage Density », Geomorphology, 5(1/2): 59-76.

  • Tarboton, D. G. and D. P. Ames, (2001), « Advances in the mapping of flow networks from digital elevation data », World Water and Environmental Resources Congress, Orlando, Florida, May 20-24, ASCE, https://www.researchgate.net/publication/2329568_Advances_in_the_Mapping_of_Flow_Networks_From_Digital_Elevation_Data.

24.4.3.13. Portée de cours d’eau et bassin versant

Cet outil produit un réseau de vecteur et un Shapefile à partir d’une grille raster hydrographique. La grille de direction de flux est utilisée pour connecter les flux aux cours d’eau. L’ordre de Strahler de chaque segment de cours d’eau est calculé. Le sous-bassin versant se déversant dans chaque segment de cours d’eau (portée) est également délimité et étiqueté avec la valeur de l’identifiant qui correspond à l’attribut WSNO (numéro du bassin versant) du Shapefile de porté de cours d’eau.

Cet outil ordonne le réseau hydrographique selon le système d’ordre de Strahler. Les cours d’eau qui n’ont pas d’autre cours d’eau qui se déverse en eux sont d’ordre 1. Lorsque deux portées de différents ordres d’un cours d’eau se joignent, l’ordre de la portée en aval du cours d’eau est l’ordre le plus élevé des portées. Lorsque deux portées de même ordre d’un cours d’eau se joignent, l’ordre de la portée en aval est incrémenté de 1. Lorsque plus de deux portées d’un cours d’eau se joignent, l’ordre de la portée en aval est calculé en prenant l’ordre maximal des portées ou le second plus grand ordre des portées +1. Cela permet de généraliser la définition pour les cas où plus de deux portées se joignent en un point. La connectivité topologique du réseau est stockée dans le fichier d’arbre du réseau hydrographique et les coordonnées et les attributs de chaque cellule le long du réseau sont stockés dans le fichier des coordonnées du réseau.

La grille raster hydrographique est utilisée comme source de réseau des cours d’eau et la grille de direction de flux est utilisée pour tracer les connections avec le réseau hydrographique. Les élévations et la surface contributive sont utilisées pour déterminer les attributs d’élévation et de surface contributive dans le fichier des coordonnées du réseau. Les points du Shapefile des exutoires sont utilisés pour séparer les portées de cours d’eau de manière logique pour faciliter la représentation des bassins versants en amont et en aval des points surveillés. Le programme utilise l’attribut « id » du Shapefile des exutoires comme identifiant dans le fichier de l’arbre du réseau. Cet outil transforme ensuite en Shapefiles la représentation du réseau dans les fichiers texte d’arbre du réseau et de coordonnées. Les autres attributs sont également évalués. Le programme dispose d’une option pour délimiter un seul bassin versant en représentant la surface totale de drainage du réseau hydrographique en une seule valeur dans la grille de sortie de bassin versant.

24.4.3.13.1. Paramètres

Label

Name

Type

Description

Grille d’élévation remplie de fossés

[raster]

Une grille des valeurs d’élévation. Elle est généralement la sortie de l’outil « Supprimer les fosses », auquel cas ce sont des élévations avec les fosses supprimées.

Grille de direction du flux D8

[raster]

Une grille de directions de flux D8 qui est définie, pour chaque cellule, comme la direction d’une de ses 8 voisines, adjacentes ou diagonales, ayant la pente descendante la plus raide. Cette grille peut être obtenue depuis la sortie de l’outil « Directions de flux D8 ».

Aire D8 de drainage*

[raster]

Une grille fournissant la surface contributive de chaque cellule calculée par le nombre de cellules (ou la somme des poids) en additionnant la contribution de la cellule et celle des voisines en amont qui s’y déversent dedans, en utilisant l’algorithme D8. Cette grille peut être obtenue par l’outil « Surface contributive D8 » et est utilisée pour déterminer l’attribut de la surface contributive dans le fichier des coordonnées du réseau.

Stream Raster Grid

[raster]

Une grille indiquant les cours d’eau, une valeur de cellule à 1 pour les cours d’eau et 0 pour le reste. C’est généralement une grille issue de la sortie d’un des outils de l” »Analyse de Réseau Hydrographique ». La grille raster hydrographique est utilisée comme source du réseau des cours d’eau.

Sorties en forme de nœuds de réseau

En option

[vector: point]

Un fichier Shapefile de points définissant les points d’intérêt. Si ce fichier est utilisé, l’outil délimitera uniquement le réseau des cours d’eau amont de ces exutoires. De plus les points du fichier Shapefile des exutoires sont utilisés pour séparer logiquement les portées pour faciliter la représentation des bassins versants amonts et avals des points de surveillance. Cet outil IMPOSE l’utilisation d’un attribut « id » dans le fichier Shapefile car les valeurs « id » sont utilisées comme identifiants dans le fichier de l’arbre du réseau.

Délimiter un seul bassin versant

[boolean]

Default: True

Cette option indique à l’outil de délimiter un seul bassin versant en représentant la surface totale de drainage du réseau hydrographique avec une seule valeur dans la grille de bassin versant en sortie. Sinon, un bassin versant pour chaque portée de cours d’eau est généré. La valeur par défaut est False (bassins versants séparés).

24.4.3.13.2. Sorties

Label

Name

Type

Description

Grille d’ordre de diffusion

[raster]

La grille d’ordre des cours d’eau contient des valeurs de cellules des cours d’eau ordonnées selon le système d’ordre de Strahler. Le système d’ordre de Strahler définit les portées qui n’ont pas d’autres portées qui s’y déversent dedans en cours d’eau d’ordre 1. Lorsque deux portées de différents ordres d’un cours d’eau se joignent, l’ordre de la portée en aval du cours d’eau est l’ordre le plus élevé des portées. Lorsque deux portées de même ordre d’un cours d’eau se joignent, l’ordre de la portée en aval est incrémenté de 1. Lorsque plus de deux portées d’un cours d’eau se joignent, l’ordre de la portée en aval est calculé en prenant l’ordre maximal des portées ou le second plus grand ordre des portées +1. Cela permet de généraliser la définition pour les cas où plus de deux portées se joignent en un point.

Réseau des bassins versants

[raster]

Cette grille de sortie identifie chaque bassin-versant de portée avec un identifiant unique ou, lorsque l’option de délimitation unique de bassin versant a été activée, la surface totale de drainage du réseau hydrographique, identifiée avec un seul identifiant.

Forme de la portée du flux

[vector: line]

Il s’agit d’un Shapefile de multi-lignes donnant les liens dans un réseau hydrographique. Les colonnes de la table d’attributs sont :

  • LINKNO — Le numéro de lien. Un numéro unique associé à chaque lien (segment de canal entre les jonctions). Ce numéro est arbitraire et peut varier en fonction du nombre de processus utilisés

  • DSLINKNO — Numéro de lien du lien de cours d’eau aval. -1 indique qu’il n’existe pas

  • USLINKNO1 — Numéro de lien du lien de cours d’eau amont. (-1 indique qu’il n’y a pas de cours d’eau amont, par exemple pour le lien d’une source)

  • USLINKNO2 — Numéro de lien du second lien de cours d’eau amont. (-1 indique qu’il n’y a pas de second cours d’eau amont, par exemple pour le lien d’une source ou un point de surveillance interne où la portée est logiquement séparée mais que le réseau ne bifurque pas)

  • DSNODEID — Identifiant de nœud pour le nœud à l’extrémité aval d’une portée de cours d’eau. Cet identifiant correspond à l’attribut « id » du Shapefile des exutoires utilisé pour désigner les nœuds

  • Ordre — Ordre de flux de Strahler

  • Longueur — Longueur du lien. Les unités sont les unités horizontales de la carte de la grille MNE sous-jacente

  • Magnitude — Magnitude de Shreve du lien. C’est le nombre total de sources en amont

  • DS_Cont_Ar — Surface de drainage à l’extrémité aval du lien. Généralement, il s’agit de la cellule en amont de l’extrémité aval car la surface de drainage à la cellule d’extrémité aval inclut la surface du cours d’eau qui est joint

  • Déclivité — Déclivité de l’élévation depuis le début jusqu’à la fin du lien

  • Pente — Pente moyenne du lien (calculée comme déclivité/longueur)

  • Straight_L — Distance en ligne droite du début à la fin du lien

  • US_Cont_Ar — Surface de drainage à l’extrême amont du lien

  • WSNO — Numéro de bassin versant. Référence croisée aux fichiers grille *w.shp et *w en donnant le numéro d’identification du bassin versant se déversant directement dans le lien

  • DOUT_END — Distance à un éventuel exutoire (c-à-d. le point le plus en aval du réseau hydrographique) à partir de l’extrémité aval du lien

  • DOUT_START — Distance à un éventuel exutoire à partir de l’extrémité amont du lien

  • DOUT_MID — Distance à un éventuel exutoire à partir du point central du lien

Arbre de connectivité du réseau

[file]

Cette sortie est un fichier texte qui détaille la connectivité topologique du réseau. Il est stocké dans le fichier d’arbre de connectivité des flux. Les colonnes sont les suivantes :

  • Numéro de lien (arbitraire — dépendra du nombre de processus utilisés)

  • Numéro du point de départ dans le fichier (*coord.dat) des coordonnées du réseau (indexé depuis 0)

  • Numéro du point d’arrivée dans le fichier (*coord.dat) des coordonnées du réseau (indexé depuis 0)

  • Prochain numéro (aval) de lien. Pointe vers un numéro de lien. -1 indique qu’il n’y a pas de liens aval, c-à-d. un lien terminal

  • Premier numéro (amont) de lien précédent. Pointe vers un numéro de lien. -1 indique qu’il n’y a pas de liens amont

  • Numéros de second lien de cours d’eau (amont). Pointe vers un numéro de lien. -1 indique qu’il n’y a pas de cours d’eau amont. Lorsqu’un seul lien précédent vaut -1, cela indique un point de surveillance interne où la portée est logiquement séparée mais que le réseau ne bifurque pas

  • Ordre de Strahler du lien

  • Identifiant de point de surveillance sur une extrémité aval d’un lien. -1 indique que l’extrémité aval n’est pas un point de surveillance

  • Magnitude du réseau du lien, calculée par le nombre de sources amont (selon Shreve)

Coordonnées du réseau

[file]

La sortie est un fichier texte qui contient les coordonnées et les attributs des points le long du réseau hydrographique. Les colonnes sont les suivantes :

  • Coordonnée X

  • Coordonnée Y

  • Distance le long des canaux jusqu’à l’extrémité aval d’un lien terminal

  • Élévation

  • Surface contributive

24.4.3.13.3. Code Python

ID de l’algorithme : taudem:streamnet

import processing
processing.run("algorithm_id", {parameter_dictionary})

L”id de l’algorithme est affiché lors du survol du nom de l’algorithme dans la boîte à outils Traitements. Les nom et valeur de chaque paramètre sont fournis via un dictionnaire de paramètres. Voir Utiliser les algorithmes du module de traitements depuis la console Python pour plus de détails sur l’exécution d’algorithmes via la console Python.