Доступно с лицензией Spatial Analyst.
Краткая информация
Инструмент геообработки, который создает растр направления стока из каждой ячейки в соседние вниз по склону с помощью методов D8, Множественное направление потока (MFD) или D-бесконечность (DINF).
Более подробно о том, как работает инструмент Направление стока
Иллюстрация
Использование
Инструмент Направление стока поддерживает три алгоритма моделирования стока. Это методы D8, Множественные направления стока (MFD) и D-бесконечность (DINF).
Метод D8 моделирует направление стока из каждой ячейки до соседней ячейки, расположенной вниз по склону с максимальным уклоном.
Выходными данными инструмента Направление стока, при моделировании по методу D8, является целочисленный растр со значениями от 1 до 255. Значения для каждого направления от центра следующие:
Например, если сток по наиболее крутому уклону будет происходить в ячейку, расположенную слева от исследуемой ячейки, то значение направления стока в этой ячейке будет обозначено числом 16.
Если ячейка расположена ниже, чем восемь соседних ячеек, этой ячейке присваивается значение самой нижней соседней ячейки, и направление стока определяется как сток в эту ячейку. Если несколько соседних ячеек имеют одинаковое самое низкое значение, ячейке все равно присваивается это значение, но направление стока определяется с помощью одного из двух методов, поясняемых ниже. Эта процедура используется для фильтрации локальных понижений размером в одну ячейку, которые рассматриваются как помехи.
Если для ячейки характерно одно и то же изменение в z-значении в нескольких направлениях, и ячейка является частью локального понижения, направление стока считается неопределенным. В таких случаях, значение для этой ячейки в выходном растре направления стока будет суммой этих направлений. Например, если изменение в z-значении одинаково и в направлении вправо (направление стока = 1) и в направлении вниз (направление стока = 4), направление стока для этой ячейки будет равно 1 + 4 = 5. Ячейки с неопределенным направлением стока могут быть помечены как локальные понижения с использованием инструмента Локальное понижение.
Если для ячейки характерно одно и то же изменение в z-значении в нескольких направлениях, и она не является частью локального понижения, направление стока присваивается с использованием таблицы перекодировки, определяющей наиболее вероятное направление. Обратитесь к источнику Greenlee (1987).
Выходной растр снижения D8 вычисляется как разница в z-значении, деленная на расстояние между центрами ячеек, выраженная в процентах. Для соседних ячеек эта величина аналогична уклону между ячейками, выраженному в процентах. Для плоских участков расстояние становится расстоянием до ближайшей ячейки с меньшей высотой. Результатом является карта процента подъема на пути наиболее крутого спуска из каждой ячейки.
При вычислении выходного растра снижения D8 для плоских участков, расстояние между соседними по диагонали ячейками (1.41421 * cell size) округляется до 1.5 * cell size в целях увеличения производительности алгоритма.
Алгоритм Множественные направления стока (MFD), описанный Qin et al. (2007), разделяет поток из ячейки по всем соседним, которые расположены ниже по склону. Экспонента разделения стока создается адаптивно, в зависимости от локальных условий рельефа, и используется для определения частей стока, перетекающих во все соседние ячейки вниз по склону.
Выходные данные Множественного направления стока, добавленные на карту, отображают только направление стока D8. Поскольку Множественные направления стока (MFD) могут иметь множество значений, привязанных к каждой ячейке (каждое значение пропорционально соответствует части потока в каждую соседнюю ячейку вниз по склону), визуализировать их непросто. Однако, выходной растр MFD может использоваться инструментом Суммарный сток, который использует направления стока для разделения и накопления стока из каждой ячейки во все соседние ячейки вниз по склону.
Метод D-бесконечность, описанный Tarboton (1997), определяет направление стока как наиболее крутой уклон из восьми треугольных граней, сформированных в окне 3x3 ячейки с центром в интересующей ячейке. Выходными данными является растр с плавающей точкой, представленный в виде одного угла в градусах от 0 (восток) до 360 (снова восток) против часовой стрелки.
При использовании параметра Сток из крайних ячеек направлен наружу со значением по умолчанию (NORMAL в Python), сток из ячейки на краю растра поверхности будет осуществляться к внутренней ячейке с максимальным снижением в z-значении. Если снижение меньше или равно нулю, сток из ячейки будет «вытекать» с растра поверхности.
Этот инструмент поддерживает параллельную обработку. Если ваш компьютер имеет несколько процессоров или процессор с несколькими ядрами, то для больших наборов данных будет достигаться лучшая производительность. В разделе Параллельная обработка в Spatial Analyst эта функция и ее настройки описаны более подробно.
При использовании параллельной обработки, для управления обрабатываемыми фрагментами записываются временные данные. Расположение папки временных файлов по умолчанию будет на вашем локальном диске C. Вы можете управлять расположением этой папки, настроив Переменную системной среды с именем TempFolders и указав путь к папке, которая будет использоваться (например, E:\RasterCache). Если у вас права администратора на вашей машине, вы можете также использовать ключ регистрации (например, [HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\ESRI\Desktop10.6\Raster]).
По умолчанию, этот инструмент использует 50 процентов доступных ядер. Если входные данные меньше, чем 5,000 на 5,000 ячеек, может использоваться меньше ядер. Можно задавать число используемых инструментом ядер в среде Коэффициент параллельной обработки.
См. раздел Параметры среды анализа и Spatial Analyst для получения дополнительной информации о среде геообработки данного инструмента.
Литература:
Greenlee, D. D. 1987. "Raster and Vector Processing for Scanned Linework." Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 53 (10): 1383–1387.
Qin, C., Zhu, A. X., Pei, T., Li, B., Zhou, C., & Yang, L. 2007. "An adaptive approach to selecting a flow partition exponent for a multiple flow direction algorithm." International Journal of Geographical Information Science 21(4): 443-458.
Greenlee, D. D. 1997. "A new method for the determination of flow directions and upslope areas in grid digital elevation models." Water Resources Research 33(2): 309-319.
Синтаксис
FlowDirection (in_surface_raster, {force_flow}, {out_drop_raster}, {flow_direction_type})| Параметр | Объяснение | Тип данных |
in_surface_raster | Входной растр непрерывной высотной поверхности. | Raster Layer |
force_flow (Дополнительный) | Определяет, будет ли направление стока из краевых ячеек всегда направлено наружу, или же определение направления будет подчиняться обычным (нормальным) правилам определения стока.
| Boolean |
out_drop_raster (Дополнительный) | Дополнительный выходной растр снижения. Растр снижения возвращает отношение максимального изменения по высоте из каждой ячейки вдоль направления стока к расстоянию между центрами ячеек, выраженное в процентах. Это выходные данные с плавающей точкой. | Raster Dataset |
flow_direction_type (Дополнительный) | Задает тип метода потока при вычислении направлений стока.
| String |
Возвращаемое значение
| Название | Объяснение | Тип данных |
| out_flow_direction_raster | Выходной растр, показывающий направление стока из каждой ячейки в соседние вниз по склону с помощью методов D8, Множественное направление потока (MFD) или D-бесконечность (DINF). Эти выходные данные будут целочисленными. | Raster |
Пример кода
FlowDirection, пример 1 (окно Python)
В этом примере создается растр направления потока D8 из входного растра поверхности рельефа Grid.
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
outFlowDirection = FlowDirection("elevation", "NORMAL")
outFlowDirection.save("C:/sapyexamples/output/outflowdir01")
FlowDirection, пример 2 (автономный скрипт)
В этом примере создается растр направления потока D8 из входного растра поверхности рельефа Grid.
# Name: FlowDirection_Example.py
# Description: Creates a raster of flow direction from each cell to its
# steepest downslope neighbor.
# Requirements: Spatial Analyst Extension
# Import system modules
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *
# Set environment settings
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
# Set local variables
inSurfaceRaster = "elevation"
outDropRaster = "C:/sapyexamples/output/dropraster"
# Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")
# Execute FlowDirection
outFlowDirection = FlowDirection(inSurfaceRaster, "FORCE", outDropRaster)
# Save the output
outFlowDirection.save("C:/sapyexamples/output/outflowdir02")
Параметры среды
Информация о лицензиях
- ArcGIS Desktop Basic: Требует Spatial Analyst
- ArcGIS Desktop Standard: Требует Spatial Analyst
- ArcGIS Desktop Advanced: Требует Spatial Analyst