Topograficzny wskaźnik wilgotności można wyrazić jako
Ln(a/tanB) based on the idea of Beven and Kirkby (1979)
gdzie
a is the specific catchment area (a=A/L, catchment area (A)divided by contour length(L))
i
tanB is the slope
Podstawowa idea tutaj jest prosta, ale ponieważ istnieje wiele sposobów obliczania zarówno a, jak i tanB, wyniki TWI mogą się znacznie różnić (Qin i in. 2011).
Obszar akumulacji przepływu i zlewni można obliczyć, na przykład:
D8 (O'Callaghan, J.F. / Mark, D.M. (1984))
D-infinity (Tarboton, D.G. (1997)
Triangular Multiple flow direction (Seibert, J. / McGlynn, B. (2007)
algorytmy, a także dostępnych jest wiele innych algorytmów.
Nachylenie jest zwykle obliczane jako lokalne nachylenie wokół piksela (Sorensen i in. 2005). Lokalne nachylenie można również obliczyć jako minimalne, średnie i maksymalne nachylenie wokół piksela. Inny sposób obliczania nachylenia zaprezentowali Hjerdt i in. 2004, gdzie nachylenie jest obliczane do punktu d metrów poniżej centrum komórki.
Nachylenie jest podstawowym narzędziem w większości programów GIS, jednak obliczenia mogą się różnić. Oto kilka przykładów: ESRI: http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/index.cfm?TopicName=Calculating_slope SAGA: http://sourceforge.net/apps/trac/saga-gis/wiki/Terrain% 20 Analiza% 20-% 20 Morfometria% 20 moduł% 20 biblioteka
Jak widać, dostępnych jest wiele opcji obliczania zarówno a, jak i tanB. Pytanie brzmi zatem, jaki jest właściwy (najlepszy) sposób obliczenia TWI przy użyciu różnych tych algorytmów? A może jest jakiś?
Osobiście lubię pracować w SAGA, głównie dlatego, że istnieje duży wybór narzędzi hydrologicznych typu open source.
Ps Trudno mi się dowiedzieć, jak dokładnie oblicza się nachylenie zlewni w Saga GIS i co dokładnie to oznacza. (Analiza terenu - hydrologia: obszar zlewni równolegle).
ZMIENIONO: Odpowiedzi udzielił Volker Wichmann z forów SAGA: „Siatka wyjściowa nachylenia zlewni modułu Catchment Area (Parallel) jest obliczana w następujący sposób: dla każdej komórki lokalne nachylenie jest obliczane przy użyciu podejścia Zevenbergena i Thorne. Te wartości nachylenia są skumulowane opadanie. Wreszcie dla każdej komórki skumulowane wartości nachylenia są dzielone przez pochodny obszar zlewu komórki. Jednostką siatki są radiany. ”
„Moduł topograficznego wskaźnika wilgotności (TWI) wymaga normalnej siatki nachylenia jako danych wejściowych.”
Bibliografia:
Beven and Kirkby 1979. Fizycznie oparty zmienny model obszarowy hydrologii basenu. Hydrological Sciences Bulletin, 24, s. 43–69.
Hjerdt i in. 2004. Nowy indeks topograficzny do oceny ilościowej kontroli spadków w lokalnym drenażu. Water Resources Research , 40, W05602, doi: 10.1029 / 2004WR003130.
O'Callaghan, JF i Mark, DM 1984. Ekstrakcja sieci drenażowych z cyfrowych danych wysokościowych. Wizja komputerowa, przetwarzanie grafiki i obrazu , 28: 323-344
Qin i in. 2011. Podejście do obliczania topograficznego wskaźnika wilgotności na podstawie maksymalnego gradientu opadania. Precision Agric 12: 32–43.
Seibert, J. and McGlynn, B. 2007. Nowy trójkątny algorytm wielokrotnego kierunku przepływu do obliczania obszarów wzniesień z siatkowych cyfrowych modeli wysokości, Water Ressources Research , tom. 43, W04501
Sorensen i in. 2005. W sprawie obliczania topograficznego wskaźnika wilgotności: ocena różnych metod na podstawie obserwacji terenowych. Hydrol. Earth Sys. Sci. Omawiać. , 2, 1807–1834
Tarboton, DG 1997. Nowa metoda określania kierunków przepływu i obszarów wzniesień w cyfrowych modelach elewacji sieci, Water Ressources Research , Vol.33, No.2, s. 309-319