24.4.3. Analisi Rete di Flusso

24.4.3.1. Collegare in basso

Per ogni zona in un raster inserito (per esempio HUC convertito in griglia) identifica il punto con la più grande AreaD8. Questo viene preso come punto di uscita. Viene creato un file OGR. Usando le direzioni del flusso, ogni sbocco viene spostato verso il basso di un numero specificato di celle della griglia che è controllabile dall’utente (il valore predefinito è 1). L’ID della posizione in cui il punto viene spostato è preso come iddown. Vengono creati due file OGR, uno con i punti iniziali e uno con i punti spostati. Entrambi contengono id, iddown e AreaD8.

24.4.3.1.1. Parametri

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

D8 direzioni di flusso

[raster]

Una griglia di direzioni di flusso che sono codificate usando il metodo D8 dove tutto il flusso da una cella va a una singola cella vicina nella direzione della discesa più ripida

Area di contribuzione D8

[raster]

Una griglia che dà il valore dell’area contributiva in termini di numero di celle della griglia (o la somma dei pesi) per ogni cella presa come proprio contributo più il contributo dei vicini a monte che drenano in essa usando l’algoritmo D8. Questo è di solito il risultato dello strumento «D8 Contributing Area «.

Bacino idrografico

[raster]

Griglia di bacino idrografico definita dalla funzione di bacino idrografico di gage o streamreachwatershed. Anche altri bacini idrografici raster (per esempio HUC) possono essere usati come griglia di bacino idrografico.

Le celle della griglia si spostano a valle

[number]

Numero di celle della griglia spostate a valle in base alle direzioni del flusso.

24.4.3.1.2. Risultati

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Sbocchi

[vector: point]

Un file OGR puntuale in cui ogni punto è creato dalla griglia del bacino idrografico che ha la più grande area contribuente per ogni zona.

Sbocchi spostati

[vector: point]

Un file OGR puntuale che definisce le uscite che interessano, dove ogni uscita è spostata verso il basso di un numero specificato di celle della griglia utilizzando le direzioni del flusso.

24.4.3.1.3. Codice Python

ID Algoritmo: taudem:connectdown

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

L” id algoritmo viene visualizzato quando si passa il mouse sull’algoritmo nella finestra degli Strumenti di Processing. Il dizionario dei parametri fornisce i Nomi e i valori dei parametri. Vedi Usare gli algoritmi di Processing dalla console dei comandi per dettagli su come eseguire algoritmi di processing dalla console Python.

24.4.3.2. D8 Valore estremo di pendenza

Valuta il valore estremo (massimo o minimo) della pendenza da una griglia in ingresso basata sul modello di flusso D8. Questo è inteso inizialmente per l’uso nella generazione di raster di flusso per identificare una soglia del prodotto pendenza per area che risulta in una rete di flusso ottimale (secondo l’analisi delle pendenze).

Se viene utilizzato lo shapefile del punto di uscita opzionale, solo le celle di uscita e le celle ascendenti (secondo il modello di flusso D8) di esse sono nel dominio da valutare.

Per impostazione predefinita, lo strumento verifica la contaminazione dei bordi. Questa è definita come la possibilità che un risultato possa essere sottostimato a causa del mancato conteggio delle celle della griglia al di fuori del dominio. Ciò si verifica quando il drenaggio è verso l’interno dai confini o dalle aree con valori «no data» per l’elevazione. L’algoritmo lo riconosce e riporta «no data» per il risultato per queste celle della griglia. È comune vedere strisce di valori «no data» che si estendono verso l’interno dai confini lungo i percorsi di flusso che entrano nel dominio in corrispondenza di un confine. Questo è l’effetto desiderato e indica che il risultato per queste celle della griglia è sconosciuto poiché dipende dal terreno al di fuori del dominio dei dati disponibili. Il controllo della contaminazione dei bordi può essere disattivato nei casi in cui si sa che questo non è un problema o si desidera ignorare questi problemi, se, ad esempio, il DEM è stato ritagliato lungo un contorno di bacino idrografico.

24.4.3.2.1. Parametri

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Griglia delle direzioni di flusso D8

[raster]

Una griglia di direzioni di flusso D8 che sono definite, per ogni cella, come la direzione di quella delle sue otto vicine adiacenti o diagonali con la pendenza discendente più ripida. Questa griglia può essere ottenuta come risultato dello strumento «D8 Flow Directions» .

Griglia dei valori di pendenza

[raster]

Questa è la griglia di valori di cui viene selezionato il valore massimo o minimo di pendenza. I valori più comunemente usati sono il prodotto della pendenza per l’area necessario quando si generano i raster dei corsi d’acqua secondo l’analisi delle pendenze.

Shapefile sbocchi

Opzionale

[vector: point]

Uno shapefile puntuale che definisce gli sbocchi di interesse. Se viene usato in ingresso questo file, solo l’area a monte di questi sbocchi sarà valutata dallo strumento.

Verificare la contaminazione al margine

[boolean]

Predefinito: True

Un flag che indica se lo strumento deve verificare la contaminazione del margine.

Usa il valore di pendenza massima

[boolean]

Predefinito: True

Un flag per indicare se deve essere calcolato il valore massimo o minimo della pendenza.

24.4.3.2.2. Risultati

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Griglia dei valori di pendenza estrema

[raster]

Una griglia dei valori massimi/minimi di pendenza.

24.4.3.2.3. Codice Python

ID Algoritmo: taudem:d8flowpathextremeup

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

L” id algoritmo viene visualizzato quando si passa il mouse sull’algoritmo nella finestra degli Strumenti di Processing. Il dizionario dei parametri fornisce i Nomi e i valori dei parametri. Vedi Usare gli algoritmi di Processing dalla console dei comandi per dettagli su come eseguire algoritmi di processing dalla console Python.

24.4.3.3. Bacino idrografico di Gage

Calcola la griglia dei bacini idrografici di Gage. Ogni cella della griglia è etichettata con l’identificatore (dalla colonna id) del misuratore a cui scarica direttamente senza passare attraverso altri misuratori.

24.4.3.3.1. Parametri

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Un metodo D-infinito direzioni di flusso

DINF_FLOWDIR

[raster]

Una griglia di direzioni del flusso basata sul metodo del flusso D-infinito

Griglia delle direzioni di flusso D8

[raster]

Una griglia di direzioni di flusso D8 che sono definite, per ogni cella, come la direzione di quella delle sue otto vicine adiacenti o diagonali con la pendenza discendente più ripida. Questa griglia può essere ottenuta come risultato dello strumento «D8 Flow Directions» .

Gages Shapefile

[vector: point]

Uno shapefile di punti che definisce gli indicatori a cui verranno delineati i bacini idrografici. Questo shapefile dovrebbe avere un id collonna. Le celle della griglia che si scaricano direttamente in ogni punto in questo shapefile verranno etichettate con questo ID.

24.4.3.3.2. Risultati

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Griglia Bacino idrografico di Gage

[raster]

Una griglia identifica ogni bacino idrografico. Ogni cella della griglia è etichettata con l’identificatore (dall” id colonna) del misuratore a cui scarica direttamente senza passare attraverso altri misuratori.

File di identificazione a valle

[file]

File di testo che offre connettività in discesa al bacino idrografico

24.4.3.3.3. Codice Python

ID Algoritmo: taudem:gagewatershed

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

L” id algoritmo viene visualizzato quando si passa il mouse sull’algoritmo nella finestra degli Strumenti di Processing. Il dizionario dei parametri fornisce i Nomi e i valori dei parametri. Vedi Usare gli algoritmi di Processing dalla console dei comandi per dettagli su come eseguire algoritmi di processing dalla console Python.

24.4.3.4. Lunghezza Area Sorgente del corso d’acqua

Crea una griglia di indicatori (1, 0) che valuta A >= (M)(Ly) basata sulla lunghezza del percorso di risalita, sugli input della griglia dell’area contributiva D8 e sui parametri M e y. Questa griglia indica le probabili celle della griglia della sorgente del flusso. Questo è un metodo sperimentale con base teorica nella legge di Hack che afferma che per i flussi L ~ A 0.6. Tuttavia per le colline con flusso parallelo L ~ A. Quindi una transizione da pendii a corsi d’acqua può essere rappresentata da L ~ A 0.8 suggerendo di identificare le celle della griglia come celle di flusso se A > M (L (1/0.8)).

24.4.3.4.1. Parametri

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Lunghezza Griglia

[raster]

Una griglia della lunghezza massima della pendenza ascendente per ogni cella. Questo è calcolato come la lunghezza del percorso del flusso dalla cella più lontana che drena ad ogni cella. La lunghezza è misurata tra i centri delle celle tenendo conto della dimensione delle celle e se la direzione è adiacente o diagonale. È questa lunghezza (L) che è usata nella formula, A >(M)(Ly), per determinare quali celle sono considerate celle di flusso. Questa griglia può essere ottenuta come risultato dallo strumento «Grid Network «.

Griglia dell’area contribuente

[raster]

Una griglia di valori dell’area contribuente per ogni cella calcolata utilizzando l’algoritmo D8. L’area contribuente per una cella è la somma del suo contributo più il contributo di tutti i vicini a monte che drenano verso di essa, misurato come numero di celle. Questa griglia è tipicamente ottenuta come risultato dello strumento «D8 Contributing Area». è l’area contributiva (A) che viene confrontata nella formula A > (M)(Ly) per determinare il passaggio a un flusso.

Soglia

[number]

Predefinito: 0.03

Il parametro soglia del moltiplicatore (M) che è usato nella formula: A > (M)(Ly), per identificare l’inizio dei flussi.

Esponente

[number]

Predefinito: 1.3

Il parametro esponente (y) che è usato nella formula: A > (M)(Ly), per identificare l’inizio dei flussi. Nei sistemi di ramificazione, la legge di Hack suggerisce che L = 1/M A(1/y) con 1/y = 0.6 (o 0.56) (y circa 1.7). Nei sistemi a flusso parallelo L è proporzionale a A (y circa 1). Questo metodo cerca di identificare la transizione tra questi due paradigmi usando un esponente y da qualche parte nel mezzo (y circa 1,3).

24.4.3.4.2. Risultati

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Griglia di origine del flusso

[raster]

Una griglia di indicatori (1,0) che valuta A >= (M)(L^y), basata sulla lunghezza massima del percorso di risalita, sugli input della griglia dell’area contributiva D8 e sui parametri M e y. Questa griglia indica le probabili celle della griglia della sorgente del flusso.

24.4.3.4.3. Codice Python

ID Algoritmo: taudem:lengtharea

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

L” id algoritmo viene visualizzato quando si passa il mouse sull’algoritmo nella finestra degli Strumenti di Processing. Il dizionario dei parametri fornisce i Nomi e i valori dei parametri. Vedi Usare gli algoritmi di Processing dalla console dei comandi per dettagli su come eseguire algoritmi di processing dalla console Python.

24.4.3.5. Sposta i punti di uscita sui corsi d’acqua

Sposta i punti di uscita che non sono allineati con una cella di flusso da una griglia raster di flusso, verso il basso lungo la direzione del flusso D8 finché non viene incontrata una cella raster di flusso, viene esaminato il numero «max_dist» di celle della griglia o il percorso del flusso esce dal dominio ( cioè si incontra un valore “nessun dato” per la direzione del flusso D8). Il file di output è un nuovo shapefile di outlet in cui ogni punto è stato spostato in modo che coincida con la griglia raster del flusso, se possibile. Un campo “dist_moved” viene aggiunto al nuovo shapefile delle prese per indicare le modifiche apportate a ciascun punto. I punti che si trovano già su una cella di flusso non vengono spostati e al loro campo «dist_moved» viene assegnato un valore 0. I punti che inizialmente non si trovano su una cella di flusso vengono spostati facendoli scorrere verso il basso lungo la direzione del flusso D8 finché non si verifica una delle seguenti condizioni:a) Viene rilevata una cella di griglia raster stream prima di attraversare il numero «max_dist» di celle della griglia. In tal caso, il punto viene spostato e al campo “dist_moved” viene assegnato un valore che indica di quante celle della griglia è stato spostato il punto. b) Viene attraversato più del «numero_max» di celle della griglia, oppure c) l’attraversamento finisce per uscire dal dominio (ovvero, viene rilevato un valore di direzione del flusso D8 «nessun dato»). In tal caso, il punto non viene spostato e al campo “dist_moved” viene assegnato un valore di -1.il punto non viene spostato e al campo “dist_moved” viene assegnato il valore -1.il punto non viene spostato e al campo “dist_moved” viene assegnato il valore -1.

24.4.3.5.1. Parametri

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

D8 Griglia Direzione Flusso

[raster]

Una griglia di direzioni di flusso D8 che sono definite, per ogni cella, come la direzione di quella delle sue otto vicine adiacenti o diagonali con la pendenza discendente più ripida. Questa griglia può essere ottenuta come risultato dello strumento «D8 Flow Directions» .

Flusso griglia raster

[raster]

Questo risultato è una griglia di indicatori (1, 0) che indica la posizione dei flussi, con un valore di 1 per ogni cella del flusso e 0 per il resto delle celle. Questo file è prodotto da diversi strumenti nel pacchetto di strumenti «Stream Network Analysis «.

Shapefile sbocchi

[vector: point]

Uno shapefile puntuale che definisce punti di interesse o sbocchi che idealmente dovrebbero essere situati su un corso d’acqua, ma potrebbero non essere esattamente sul corso d’acqua a causa del fatto che le posizioni dei punti dello shapefile potrebbero non essere state accuratamente registrate rispetto alla griglia raster del corso d’acqua.

Numero massimo di celle della griglia da attraversare

[number]

Predefinito: 50

Questo parametro in ingresso è il numero massimo di celle della griglia di cui verranno spostati i punti nello shapefile in ingresso prima di essere salvati nello shapefile risultato degli sbocchi.

24.4.3.5.2. Risultati

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Shapefile degli sbocchi in uscita

[vector: point]

Uno shapefile di punti che definisce i punti di interesse o gli sbocchi. Questo file ha un punto in esso per ogni punto nello shapefile degli sbocchi in ingresso . Se il punto originale si trovava su un corso d’acqua, allora il punto non è stato spostato. Se il punto originale non era su un corso d’acqua, il punto è stato spostato verso il basso secondo la direzione del flusso D8 fino a raggiungere un corso d’acqua o la distanza massima. Questo file ha un ulteriore campo «dist_moved» aggiunto ad esso che è il numero di celle in cui il punto è stato spostato. Questo campo è 0 se la cella era originariamente su un corso d’acqua, -1 se non è stata spostata perché non c’era un corso d’acqua entro la distanza massima, o qualsiasi valore positivo se è stata spostata.

24.4.3.5.3. Codice Python

ID Algoritmo: taudem:moveoutletstostreams

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

L” id algoritmo viene visualizzato quando si passa il mouse sull’algoritmo nella finestra degli Strumenti di Processing. Il dizionario dei parametri fornisce i Nomi e i valori dei parametri. Vedi Usare gli algoritmi di Processing dalla console dei comandi per dettagli su come eseguire algoritmi di processing dalla console Python.

24.4.3.6. Peuker Douglas

Crea una griglia di indicatori (1, 0) di celle di griglia orientate verso l’alto secondo l’algoritmo di Peuker e Douglas.

Con questo strumento, il DEM viene prima smussato da un kernel con pesi al centro, ai lati e alle diagonali. Il metodo Peuker e Douglas (1975) (spiegato anche in Band, 1986), viene quindi utilizzato per identificare le celle della griglia orientate verso l’alto. Questa tecnica contrassegna l’intera griglia, quindi esamina in un unico passaggio ogni quadrante di 4 celle della griglia e rimuove il flag più alto. Le restanti celle contrassegnate sono considerate «orientate verso l’alto» e, se visualizzate, assomigliano a una rete di canali. Questa rete proto-canale generalmente manca di connettività e richiede un affinamento, questioni che sono state discusse in dettaglio da Band (1986).

24.4.3.6.1. Parametri

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Griglia di Elevazione

[raster]

Una griglia di valori di elevazione. Questo è di solito il risultato dello strumento «Rimuovi fossa», nel qual caso si tratta di elevazioni con fosse rimosse.

Peso di smussatura centrale

[number]

Predefinito: 0.4

Il parametro del peso centrale utilizzato da un kernel per smussare il DEM prima che lo strumento identifichi le celle della griglia orientate verso l’alto

Peso di smussatura laterale

[number]

Predefinito: 0.1

Il parametro del peso laterale utilizzato da un kernel per smussare il DEM prima che lo strumento identifichi le celle della griglia orientate verso l’alto

Peso di smussatura diagonale

[number]

Predefinito: 0.05

Il parametro del peso diagonale utilizzato da un kernel per smussare il DEM prima che lo strumento identifichi le celle della griglia orientate verso l’alto

24.4.3.6.2. Risultati

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Griglia di origine del flusso

[raster]

Una griglia di indicatori (1, 0) di celle della griglia orientate verso l’alto secondo l’algoritmo di Peuker e Douglas e, se visualizzata, assomiglia a una rete di canali. Questa rete proto-canale generalmente manca di connettività e richiede un aaffinamento, questioni che sono state discusse in dettaglio da Band (1986).

24.4.3.6.3. Codice Python

ID Algoritmo: taudem:peukerdouglas

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

L” id algoritmo viene visualizzato quando si passa il mouse sull’algoritmo nella finestra degli Strumenti di Processing. Il dizionario dei parametri fornisce i Nomi e i valori dei parametri. Vedi Usare gli algoritmi di Processing dalla console dei comandi per dettagli su come eseguire algoritmi di processing dalla console Python.

24.4.3.6.4. Vedi anche

  • 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. Flusso Peuker Douglas

Combina le funzionalità degli strumenti «Peuker Douglas», «D8 Contributing Area», «Stream Drop Analysis» e «Stream Definition by Threshold» per generare una griglia di indicatori di flusso (1,0) in cui si trovano i flussi utilizzando un metodo DEM basato sull’orienrtamento. Con questo metodo, il DEM viene prima smussato da un kernel con pesi al centro, ai lati e alle diagonali. Il metodo Peuker e Douglas (1975) (spiegato anche in Band, 1986), viene quindi utilizzato per identificare le celle della griglia orientate verso l’alto. Questa tecnica contrassegna l’intera griglia, quindi esamina in un unico passaggio ogni quadrante di 4 celle della griglia e rimuove il flag più alto. Le restanti celle contrassegnate sono considerate «orientate verso l’alto» e, se visualizzate, assomigliano a una rete di canali. Questa rete proto-canale a volte manca di connettività e/o richiede un affinamento, questioni che sono state discusse in dettaglio da Band (1986).L’affinamento e il collegamento di queste celle della griglia si ottiene qui calcolando l’area contribuente D8 utilizzando solo queste celle orientate verso l’alto. Una soglia di accumulo sul numero di queste celle viene quindi utilizzata per mappare la rete di canali in cui tale soglia è facoltativamente impostata dall’utente o determinata tramite analisi di caduta.

Se si usa l’analisi delle cadute, allora invece di fornire un valore per la soglia di accumulo, il valore della soglia di accumulo viene determinato cercando l’intervallo tra i parametri di analisi delle cadute «Lowest» e «Highest», usando il numero di passi nel parametro «Number». Per la teoria che sta alla base dell’analisi delle cadute, vedere Tarboton, et al. (1991, 1992), e Tarboton e Ames (2001). Il valore della soglia di accumulazione che viene selezionato è il valore più piccolo in cui il valore assoluto della statistica t è inferiore a 2. Questo viene scritto nel file di testo della tabella di analisi delle cadute. L’analisi delle cadute è possibile solo quando sono stati specificati gli sbocchi, perché se viene analizzato un intero dominio della griglia, al variare della soglia, i flussi più brevi che drenano dal bordo potrebbero non soddisfare il criterio della soglia ed essere esclusi dall’analisi. Questo rende problematica la definizione della densità di drenaggio ed è in qualche modo incoerente confrontare le statistiche valutate su domini diversi.

24.4.3.7.1. Parametri

24.4.3.7.2. Risultati

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Flusso origine

[raster]

Una griglia di indicatori (1, 0) di celle della griglia orientate verso l’alto secondo l’algoritmo di Peuker e Douglas e, se visualizzata, assomiglia a una rete di canali. Questa rete proto-canale generalmente manca di connettività e richiede un aaffinamento, questioni che sono state discusse in dettaglio da Band (1986).

24.4.3.7.3. Codice Python

ID Algoritmo: taudem:peukerdouglasstreamdef

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

L” id algoritmo viene visualizzato quando si passa il mouse sull’algoritmo nella finestra degli Strumenti di Processing. Il dizionario dei parametri fornisce i Nomi e i valori dei parametri. Vedi Usare gli algoritmi di Processing dalla console dei comandi per dettagli su come eseguire algoritmi di processing dalla console Python.

24.4.3.8. Combinazione di aree in pendenza

Crea una griglia di valori di slope-area = (Sm) (An) basata su input di pendenza e di griglia di bacino specifico, e parametri m e n. Questo strumento è inteso per l’uso come parte del metodo di definizione dei raster di flusso di slope-area.

24.4.3.8.1. Parametri

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Griglia pendenza

[raster]

Questo input è una griglia di valori di pendenza. Questa griglia può essere ottenuta dallo strumento «D-Infinity Flow Directions «.

Griglia dell’area contribuente

[raster]

Una griglia che fornisce il bacino specifico per ogni cella presa come proprio contributo (lunghezza della cella della griglia o somma dei pesi) più il contributo proporzionale dei vicini a monte che drenano in essa. Questa griglia è tipicamente ottenuta dallo strumento «D-Infinity Contributing Area «.

Esponente di pendenza

[number]

Predefinito: 2

Il parametro esponente della pendenza (m) che sarà usato nella formula: (Sm)(An), che è usato per creare la griglia della superficie di pendenza.

Esponente di pendenza

[number]

Predefinito: 1

Il parametro esponente dell’area (n) che sarà usato nella formula: (Sm)(An), che è usato per creare la griglia area-pendenza.

24.4.3.8.2. Risultati

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Griglia area pendenza

[raster]

Una griglia di valori di area di pendenza = (Sm)(An) calcolata dalla griglia di pendenza, dalla griglia di area di bacino specifica, dal parametro esponente di pendenza m e dal parametro esponente di area n.

24.4.3.8.3. Codice Python

ID Algoritmo: taudem:slopearea

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

L” id algoritmo viene visualizzato quando si passa il mouse sull’algoritmo nella finestra degli Strumenti di Processing. Il dizionario dei parametri fornisce i Nomi e i valori dei parametri. Vedi Usare gli algoritmi di Processing dalla console dei comandi per dettagli su come eseguire algoritmi di processing dalla console Python.

24.4.3.9. Definizione di flusso di area di pendenza

Crea una griglia di valori di slope-area = (Sm) (An) basata su input di pendenza e di griglia di bacino specifico, e parametri m e n. Questo strumento è inteso per l’uso come parte del metodo di definizione dei raster di flusso di slope-area.

24.4.3.9.1. Parametri

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

D8 direzioni di flusso

[raster]

Area di contribuzione D-infinity

[raster]

Una griglia che fornisce il bacino specifico per ogni cella presa come proprio contributo (lunghezza della cella della griglia o somma dei pesi) più il contributo proporzionale dei vicini a monte che drenano in essa. Questa griglia è tipicamente ottenuta dallo strumento «D-Infinity Contributing Area «.

Pendenza

[raster]

Questo input è una griglia di valori di pendenza. Questa griglia può essere ottenuta dallo strumento «D-Infinity Flow Directions «.

Maschera griglia

[raster]

Sbocchi

[vector: point]

Griglia con fosse riempite per l’analisi delle perdite.

[raster]

Area contributiva D8 per l’analisi delle perdite

[raster]

Esponente di pendenza

[number]

Predefinito: 2

Il parametro esponente della pendenza (m) che sarà usato nella formula: (Sm)(An), che è usato per creare la griglia della superficie di pendenza.

Esponente di pendenza

[number]

Predefinito: 1

Il parametro esponente dell’area (n) che sarà usato nella formula: (Sm)(An), che è usato per creare la griglia area-pendenza.

Soglia di accumulo

[number]

soglia minima

[number]

Soglia massima

[number]

Numero di soglie di perdita

[number]

Tipo di livello di soglia

[enumeration]

Predefinito: 0

Opzioni:

  • 0 — Logaritmico

  • 1 — Lineare

Verificare la contaminazione al margine

[boolean]

Selezionare la soglia in base all’analisi delle perdite.

[boolean]

24.4.3.9.2. Risultati

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Flusso raster

[raster]

Area in pendenza

[raster]

Una griglia di valori di area di pendenza = (Sm)(An) calcolata dalla griglia di pendenza, dalla griglia di area di bacino specifica, dal parametro esponente di pendenza m e dal parametro esponente di area n.

Massima pendenza

[raster]

Analisi perdite

[file]

24.4.3.9.3. Codice Python

ID Algoritmo: taudem:slopeareastreamdef

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

L” id algoritmo viene visualizzato quando si passa il mouse sull’algoritmo nella finestra degli Strumenti di Processing. Il dizionario dei parametri fornisce i Nomi e i valori dei parametri. Vedi Usare gli algoritmi di Processing dalla console dei comandi per dettagli su come eseguire algoritmi di processing dalla console Python.

24.4.3.10. Definizione del flusso in base alla soglia

Opera su qualsiasi griglia e produce una griglia di ndicatori (1, 0) che identifica le celle con valori in ingresso >= il valore di soglia. L’uso standard è quello di usare una griglia di area sorgente accumulata come griglia in ingresso per generare una griglia raster di flusso come uscita. Se si usa la griglia opzionale della maschera di input, essa limita il dominio che viene valutato alle celle con valori di maschera >= 0. Quando si usa una griglia di area contributiva D-infinity (*sca) come griglia della maschera, essa funziona come una maschera di contenimento dei bordi. La logica della soglia è:

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

24.4.3.10.1. Parametri

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Griglia del flusso accumulato di origine

[raster]

Questa griglia accumula nominalmente qualche caratteristica o combinazione di caratteristiche del bacino idrografico. L’esatta caratteristica (o caratteristiche) varia a seconda dell’algoritmo raster della rete dei corsi d’acqua utilizzato. Questa griglia deve avere la proprietà che i valori delle celle della griglia aumentino in modo monotono verso il basso lungo le direzioni del flusso D8, in modo che la rete dei flussi risultante sia continua. Mentre questa griglia è spesso proveniente da un accumulo, anche altre fonti come una funzione di massima pendenza possono produrre una griglia adatta.

Soglia

[number]

Predefinito: 100

Questo parametro viene confrontato con il valore nella griglia Accumulated Stream Source (*ssa) per determinare se la cella deve essere considerata una cella di flusso. I flussi sono identificati come celle della griglia per le quali il valore ssa è >= questa soglia.

Maschera griglia

Opzionale

[raster]

Questo input opzionale è una griglia che viene utilizzata per mascherare il dominio di interesse e l’output viene fornito solo quando questa griglia è >= 0. Un uso comune di questo input è quello di utilizzare una griglia D-Infinity contributing area come maschera in modo che la rete di flusso delineata sia limitata alle aree in cui D-infinity contributing area è disponibile, replicando la funzionalità di una maschera di contenimento dei bordi.

24.4.3.10.2. Risultati

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Flusso griglia raster

[raster]

Questa è una griglia di indicatori (1, 0) che indica la posizione dei flussi, con un valore di 1 per ciascuna delle celle dei flussi e 0 per il resto delle celle.

24.4.3.10.3. Codice Python

ID Algoritmo: taudem:threshold

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

L” id algoritmo viene visualizzato quando si passa il mouse sull’algoritmo nella finestra degli Strumenti di Processing. Il dizionario dei parametri fornisce i Nomi e i valori dei parametri. Vedi Usare gli algoritmi di Processing dalla console dei comandi per dettagli su come eseguire algoritmi di processing dalla console Python.

24.4.3.11. Definizione del flusso con analisi delle perdite

Combina la funzione dello strumento «Stream Drop Analysis» e dello strumento «Stream Definition by Threshold». Applica una serie di soglie (determinate dai parametri di input) alla griglia accumulata di input della sorgente del flusso (ssa) e produce i risultati nella tabella delle statistiche di caduta del flusso (drp.txt). Poi emette una griglia raster del flusso, che è una griglia di indicatori (1,0) di celle di flusso. Le celle di flusso sono definite come quelle celle in cui il valore accumulato della sorgente di flusso è >= la soglia ottimale determinata dalle statistiche di caduta del flusso. C’è un’opzione per includere un input di maschera per replicare la funzionalità di utilizzo del file *sca come maschera di contenimento dei bordi. La logica della soglia dovrebbe essere: src = ((ssa >= thresh) & (mask >=0)) ? 1:0

24.4.3.11.1. Parametri

24.4.3.11.2. Risultati

24.4.3.11.3. Codice Python

ID Algoritmo: taudem:streamdefdropanalysis

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

L” id algoritmo viene visualizzato quando si passa il mouse sull’algoritmo nella finestra degli Strumenti di Processing. Il dizionario dei parametri fornisce i Nomi e i valori dei parametri. Vedi Usare gli algoritmi di Processing dalla console dei comandi per dettagli su come eseguire algoritmi di processing dalla console Python.

24.4.3.12. Analisi delle perdite di flusso

Applica una serie di soglie (determinate in base ai parametri di input) alla griglia accumulata di input della sorgente del flusso (*ssa) e restituisce i risultati nel file *drp.txt la tabella delle statistiche di caduta del flusso. Questa funzione è progettata per aiutare nella determinazione di una soglia geomorfologicamente obiettiva da usare per delineare i flussi. Drop Analysis cerca di selezionare automaticamente la giusta soglia valutando una rete di flussi per una serie di soglie ed esaminando la proprietà di caduta costante dei flussi di Strahler risultanti. Fondamentalmente si pone la domanda: La caduta media del flusso per i flussi di primo ordine è statisticamente diversa dalla caduta media del flusso per i flussi di ordine superiore, usando un test T. Lo stream drop è la differenza di elevazione dall’inizio alla fine di un flusso definito come la sequenza di collegamenti dello stesso ordine del flusso. Se il T-test mostra una differenza significativa, allora la rete di flussi non obbedisce a questa «legge», quindi è necessario scegliere una soglia più grande. La soglia più piccola per la quale il T-test non mostra una differenza significativa dà la rete dei corsi d’acqua a più alta risoluzione che obbedisce alla «legge» della caduta costante dei corsi d’acqua dalla geomorfologia, ed è la soglia scelta per la mappatura «oggettiva» o automatica dei corsi d’acqua dal DEM. Questa funzione può essere usata nello sviluppo di raster di reti di corsi d’acqua, dove le caratteristiche esatte del bacino idrografico che sono state accumulate nella griglia di origine dei flussi variano in base al metodo usato per determinare il raster della rete di corsi d’acqua.

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

La «legge» della caduta costante del flusso è stata identificata da Broscoe (1959). Per la teoria che sta dietro all’uso di questa legge per determinare una soglia di definizione del flusso, si veda Tarboton et al. (1991, 1992), Tarboton e Ames (2001).

24.4.3.12.1. Parametri

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

D8 Griglia dell’area contribuente

[raster]

Una griglia di valori di area contributiva per ogni cella che sono stati calcolati usando l’algoritmo D8. L’area contributiva per una cella è la somma del suo contributo più il contributo di tutti i vicini a monte che drenano verso di essa, misurata come numero di celle o la somma dei carichi ponderali. Questa griglia può essere ottenuta come risultato dello strumento «D8 Contributing Area». Questa griglia è usata nella valutazione della densità di drenaggio riportata nella tabella delle cadute di flusso.

D8 Griglia Direzione Flusso

[raster]

Una griglia di direzioni di flusso D8 che sono definite, per ogni cella, come la direzione di quella delle sue otto vicine adiacenti o diagonali con la pendenza discendente più ripida. Questa griglia può essere ottenuta come risultato dello strumento «D8 Flow Directions» .

Griglia di elevazione con fosse riempite

[raster]

Una griglia di valori di elevazione. Questo è di solito il risultato dello strumento «Rimuovi fossa», nel qual caso si tratta di elevazioni con fosse rimosse.

Griglia del flusso accumulato di origine

[raster]

Questo reticolo deve crescere in modo monotono lungo le direzioni di flusso a valle D8. Si confronta con una serie di soglie per determinare l’inizio dei flussi. Viene spesso generato accumulando qualche caratteristica o combinazione di caratteristiche del bacino idrografico con lo strumento «D8 Contributing Area «, o usando l’opzione massima dello strumento «D8 Flow Path Extreme «. Il metodo esatto varia a seconda dell’algoritmo utilizzato.

Shapefile sbocchi

[vector: point]

Uno shapefile di punti che definisce le bocche a monte delle quali viene eseguita l’analisi delle cadute.

Soglia minima

[number]

Predefinito: 5

Questo parametro è il limite più basso dell’intervallo cercato per i possibili valori di soglia usando l’analisi delle cadute. Questa tecnica cerca la soglia più piccola nell’intervallo in cui il valore assoluto della statistica t è inferiore a 2. Per la teoria che sta dietro l’analisi delle cadute si veda Tarboton et al. (1991, 1992), Tarboton e Ames (2001).

Soglia massima

[number]

Predefinito: 500

Questo parametro è il limite più alto dell’intervallo cercato per i possibili valori di soglia usando l’analisi delle cadute. Questa tecnica cerca la soglia più piccola nell’intervallo in cui il valore assoluto della statistica t è inferiore a 2. Per la teoria che sta dietro l’analisi delle cadute si veda Tarboton et al. (1991, 1992), Tarboton e Ames (2001).

Numero di Valori di Soglia

[number]

Predefinito: 10

Il parametro è il numero di misure in cui dividere l’intervallo di ricerca quando si cercano possibili valori di soglia usando l’analisi delle cadute. Questa tecnica cerca la soglia più piccola nell’intervallo in cui il valore assoluto della statistica t è inferiore a 2. Per la teoria dietro l’analisi delle cadute si veda Tarboton et al. (1991, 1992), Tarboton e Ames (2001).

Spaziatura per i Valori di Soglia

[enumeration]

Predefinito: 0

Questo parametro indica se la spaziatura logaritmica o lineare deve essere usata quando si cercano possibili valori di soglia usando l’analisi delle cadute.

Opzioni:

  • 0 — Logaritmico

  • 1 — Lineare

24.4.3.12.2. Risultati

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

D-Infinity caduta alla griglia del flusso

[file]

Questo è un file di testo delimitato da virgole con la seguente riga di intestazione:

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

Il file contiene quindi una riga di dati per ogni valore di soglia esaminato, e poi una riga riassuntiva che indica il valore di soglia ottimale. Questa tecnica cerca la soglia più piccola nell’intervallo in cui il valore assoluto della t-statistica è inferiore a 2. Per la teoria alla base dell’analisi delle cadute, si veda Tarboton et al. (1991, 1992), Tarboton e Ames (2001).

24.4.3.12.3. Codice Python

ID Algoritmo: taudem:dropanalysis

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

L” id algoritmo viene visualizzato quando si passa il mouse sull’algoritmo nella finestra degli Strumenti di Processing. Il dizionario dei parametri fornisce i Nomi e i valori dei parametri. Vedi Usare gli algoritmi di Processing dalla console dei comandi per dettagli su come eseguire algoritmi di processing dalla console Python.

24.4.3.12.4. Vedi anche

  • 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 and 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 and 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. Portata del flusso e bacino idrografico

Questo strumento produce una rete vettoriale e uno shapefile dalla griglia raster del flusso. La griglia della direzione del flusso è usata per collegare i percorsi del flusso lungo il raster del flusso. L’ordine di Strahler di ogni segmento di flusso viene calcolato. Il subwatershed che drena ad ogni segmento di flusso (reach) è anche delineato ed etichettato con il valore identificativo che corrisponde all’attributo WSNO (numero di spartiacque) nello Shapefile Stream Reach.

Questo strumento ordina la rete dei flussi secondo il sistema di ordinamento di Strahler. I corsi d’acqua che non hanno altri corsi d’acqua che drenano in essi sono di ordine 1. Quando due corsi d’acqua di ordine diverso si uniscono, l’ordine del corso d’acqua a valle è l’ordine del corso d’acqua in entrata più alto. Quando due corsi d’acqua di ordine uguale si uniscono, l’ordine del corso d’acqua a valle viene aumentato di 1. Quando si uniscono più di due corsi d’acqua, l’ordine del corso d’acqua a valle viene calcolato come il massimo dell’ordine del più alto corso d’acqua in entrata o il secondo più alto corso d’acqua in entrata + 1. Questo generalizza la definizione comune ai casi in cui più di due portate si uniscono in un punto. La connettività topologica della rete è memorizzata nel file Stream Network Tree, e le coordinate e gli attributi di ogni cella della griglia lungo la rete sono memorizzati nel file Network Coordinates.

La griglia raster del flusso viene utilizzata come origine per la rete del flusso e la griglia della direzione del flusso viene utilizzata per tracciare le connessioni all’interno della rete del flusso. Le elevazioni e l’area contributiva sono usate per determinare gli attributi di elevazione e di area contributiva nel file di coordinate della rete. I punti nello shapefile degli sbocchi sono usati per dividere logicamente i flussi per facilitare la rappresentazione dei bacini idrografici a monte ea valle dei punti di monitoraggio. Il programma usa il campo attributo «id» nello shapefile degli outlet come identificatore nel file dell’albero della rete. Questo strumento traduce poi la rappresentazione della rete vettoriale del file di testo nei file Network Tree e Coordinates in uno shapefile. Vengono valutati anche altri attributi. Il programma ha un’opzione per delineare un singolo bacino idrografico rappresentando l’intera area che drena alla rete dei flussi come un singolo valore nella griglia del bacino in uscita.

24.4.3.13.1. Parametri

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Griglia di elevazione con fosse riempite

[raster]

Una griglia di valori di elevazione. Questo è di solito il risultato dello strumento «Rimuovi fossa», nel qual caso si tratta di elevazioni con fosse rimosse.

D8 Griglia Direzione Flusso

[raster]

Una griglia di direzioni di flusso D8 che sono definite, per ogni cella, come la direzione di quella delle sue otto vicine adiacenti o diagonali con la pendenza discendente più ripida. Questa griglia può essere ottenuta come risultato dello strumento «D8 Flow Directions» .

D8 Area di drenaggio

[raster]

Una griglia che fornisce il valore dell’area contributiva in termini di numero di celle della griglia (o la somma dei pesi) per ogni cella presa come proprio contributo più il contributo dei vicini a monte che drenano in essa usando l’algoritmo D8. Questo è di solito l’output dello strumento «D8 Contributing Area « ed è usato per determinare l’attributo contribution area nel file Network Coordinate.

Flusso griglia raster

[raster]

Una griglia di indicatori che indica i flussi, utilizzando un valore della cella della griglia di 1 sui flussi e 0 fuori dai flussi. Molti degli strumenti «Stream Network Analysis « producono questo tipo di griglia. La Stream Raster Grid è usata come fonte per la rete dei flussi.

Shapefile punti di uscita come Nodi della rete

Opzionale

[vector: point]

Uno shapefile puntuale che definisce i punti di interesse. Se questo file viene utilizzato, lo strumento delineerà solo la rete dei flussi a monte di questi punti di uscita. Inoltre, i punti nello Shapefile Outlets sono usati per dividere logicamente i flussi per facilitare la rappresentazione dei bacini idrici a monte e a valle dei punti di monitoraggio. Questo strumento RICHIEDE che ci sia un campo di attributo intero «id» nello Shapefile Outlets, perché i valori «id» sono usati come identificatori nel file Network Tree.

Delimitare singolo bacino idrografico.

[boolean]

Predefinito: True

Questa opzione fa sì che lo strumento determini un singolo bacino idrografico rappresentando l’intera area che drena alla rete dei flussi come un singolo valore nella griglia del bacino di uscita. Altrimenti viene delineato un bacino separato per ogni portata del torrente. Il default è False (bacino separato).

24.4.3.13.2. Risultati

Etichetta

Nome

Tipo

Descrizione

Griglia ordine del flusso

[raster]

La Stream Order Grid ha valori di celle di corsi d’acqua ordinati secondo il sistema d’ordine di Strahler. Il sistema di ordinamento di Strahler definisce i corsi d’acqua di ordine 1 come corsi d’acqua che non hanno nessun altro corso d’acqua che drena in essi. Quando due corsi d’acqua di ordine diverso si uniscono, l’ordine del corso d’acqua a valle è l’ordine del corso d’acqua in entrata più alto. Quando si uniscono due corsi d’acqua di ordine uguale, l’ordine del corso d’acqua a valle viene aumentato di 1. Quando si uniscono più di due corsi d’acqua, l’ordine del corso d’acqua a valle viene calcolato come il massimo dell’ordine del più alto corso d’acqua in entrata o il secondo più alto corso d’acqua in entrata + 1. Questo generalizza la definizione comune ai casi in cui più di due percorsi di flusso si uniscono in un punto.

Griglia del bacino idrico

[raster]

Questa griglia di output ha identificato ogni bacino idrografico con un numero ID unico, o nel caso in cui l’opzione delimitazione del singolo bacino idrografico sia stata selezionata, l’intera area che drena alla rete dei flussi è identificata con un singolo ID.

Stream Reach Shapefile

[vector: line]

Questo output è uno shapefile polilinea che fornisce i collegamenti in una rete di flusso. Le colonne nella tabella degli attributi sono:

  • LINKNO — Numero di collegamento. Un numero univoco associato a ciascun collegamento (segmento di canale tra le giunzioni). Questo è arbitrario e varierà a seconda del numero di processi utilizzati

  • DSLINKNO — Numero del collegamento a valle. -1 indica che non esiste

  • USLINKNO1 — Numero del primo collegamento a monte. (-1 indica nessun collegamento a monte, cioè per un collegamento sorgente)

  • USLINKNO2 — Numero del secondo collegamento a monte. (-1 indica nessun secondo collegamento a monte, cioè per un link sorgente o un punto di monitoraggio interno dove la portata è logicamente divisa ma la rete non si biforca)

  • DSNODEID — Identificatore di nodo per il nodo all’estremità a valle del corso d’acqua. Questo identificatore corrisponde all’attributo «id» dello shapefile Outlets usato per designare i nodi

  •  Order — Ordine flusso Strahler

  • Length — Lunghezza del collegamento. Le unità sono le unità orizzontali della griglia DEM sottostante

  • Magnitude — Magnitudine di Shreve del collegamento. Questo è il numero totale di sorgenti a monte

  • DS_Cont_Ar — Area di drenaggio all’estremità a valle del collegamento. Generalmente questa è una cella della griglia a monte dell’estremità a valle perché l’area di drenaggio alla cella della griglia dell’estremità a valle include l’area del corso di acqua che viene unito

  • Drop — Caduta di quota dall’inizio alla fine del collegamento

  • Slope — Pendenza media del collegamento (calcolata come caduta/lunghezza)

  • Straight_L — Distanza in linea retta dall’inizio alla fine del collegamento

  • US_Cont_Ar — Area di drenaggio all’estremità a monte del collegamento

  • WSNO — Numero bacino idrografico. Riferimento incrociato ai file *w.shp e *w che danno il numero di identificazione del bacino idrografico che drena direttamente al link

  • DOUT_END — Distanza verso l’eventuale sbocco (cioè il punto più a valle nella rete del flusso) dall’estremità a valle del collegamento

  • DOUT_START — Distanza all’eventuale sbocco dall’estremità a monte del collegamento

  • DOUT_MID — Distanza all’eventuale sbocco dal punto medio del collegamento

Albero della connettività di rete

[file]

Questo output è un file di testo che dettaglia la connettività topologica della rete è memorizzato nel file Stream Network Tree. Le colonne sono le seguenti:

  • Link Number (arbitrario — varierà a seconda del numero di processi utilizzati)

  • Start Point Number in coordinate di rete (file:file:*coord.dat) (indicizzato da 0)

  • End Point Number nel file delle coordinate di rete (*coord.dat) (indicizzato da 0)

  • Next (Downstream) Link Number. Indica il numero del collegamento. -1 indica che non ci sono collegamenti a valle, cioè un collegamento terminale

  • First Previous (Upstream) Link Number. Riferito a Link Number. -1 indica che non ci sono collegamenti a monte

  • Second Previous (Upstream) Link Numbers. Riferito al numero di collegamento. -1 indica nessun collegamento a monte. Se solo un collegamento precedente è -1, indica un punto di monitoraggio interno in cui la portata è logicamente divisa, ma la rete non si biforca

  • Ordine di Strahler del Link

  • Identificatore del punto di monitoraggio all’estremità a valle del collegamento. -1 indica che l’estremità a valle non è un punto di monitoraggio

  • Magnitudine di rete del collegamento, calcolata come il numero di fonti a monte ( in base a Shreve)

Coordinate della rete

[file]

Questo output è un file di testo che contiene le coordinate e gli attributi dei punti lungo la rete dei flussi. Le colonne sono le seguenti:

  • Coordinata X

  • Coordinata Y

  • Distanza lungo i canali fino all’estremità a valle di un collegamento terminale

  • Elevazione

  • Area contribuente

24.4.3.13.3. Codice Python

ID Algoritmo: taudem:streamnet

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

L” id algoritmo viene visualizzato quando si passa il mouse sull’algoritmo nella finestra degli Strumenti di Processing. Il dizionario dei parametri fornisce i Nomi e i valori dei parametri. Vedi Usare gli algoritmi di Processing dalla console dei comandi per dettagli su come eseguire algoritmi di processing dalla console Python.