كيفية عمل اتجاه التدفق

متاحة مع Image Server

أحد العوامل الأساسية لاشتقاق السمات الهيدرولوجية لسطح ما هي القدرة على تحديد اتجاه التدفق من كل خلية في البيانات النقطية. يجري ذلك باستخدام أداة اتجاه التدفق.

تأخذ هذه الأداة سطحًا كإدخال وتخرج مخططًا يوضح اتجاه التدفق خارج كل خلية. إذا اخترت خيار البيانات النقطية لإسقاط الإخراج، فسيتم إنشاء بيانات نقطية للإخراج توضح نسبة الحد الأقصى للتغيير في الارتفاع من كل خلية على طول اتجاه التدفق إلى طول المسار بين مراكز الخلايا ويتم التعبير عنها بالنسب المئوية. إذا حددت الخيار فرض كل خلايا الحافة للتدفق إلى الخارج، فسوف تتدفق جميع الخلايا الموجودة على حافة البيانات النقطية للسطح إلى الخارج من البيانات النقطية للسطح.

هناك ثمانية اتجاهات إخراج صالحة تتعلق بالخلايا الثمانية المجاورة التي يمكن أن ينتقل التدفق إليها. يُشار إلى هذا النهج عمومًا على أنه نموذج تدفق ذي ثمانية اتجاهات (D8) ويتبع نهجًا مقدمًا في Jenson and Domingue (1988).

يظهر ترميز اتجاه التدفق.

احسب اتجاه التدفق باستخدام طريقة D8

في طريقة D8، يُحدد اتجاه التدفق من خلال اتجاه النسب الأكثر حدة، أو الانخفاض الأقصى، من كل خلية (Jenson and Domingue, 1988). ويحسب ذلك على النحو التالي:

maximum_drop = change_in_z-value/distance

تُحسب المسافة بين مراكز الخلايا. على سبيل المثال، إذا كان حجم الخلية 1، فإن المسافة بين خليتين متعامدتين هي 1، والمسافة بين خليتين قطريتين هي الجذر التربيعي لـ 2. إذا كان الحد الأقصى للنزول إلى عدة خلايا هو نفسه، فيتم توسيع الحي حتى يتم العثور على أقصى انحدار.

عند العثور على اتجاه أكثر انحدارًا، يتم ترميز خلية الإخراج بالقيمة التي تمثل هذا الاتجاه.

إذا كانت جميع الخلايا المجاورة أعلى من خلية المعالجة، فسيتم اعتبارها على أنها تشويش، ويتم ملؤها إلى أدنى قيمة للخلايا المجاورة، ويكون لها اتجاه تدفق نحو هذه الخلية. ومع ذلك، إذا كان انخفاض خلية واحدة بجوار الحافة المادية للنقطية أو يحتوي على خلية NoData واحدة على الأقل كخلية مجاورة، فلن يتم ملؤه بسبب عدم كفاية معلومات الخلايا المجاورة. لكي يتم اعتباره انخفاض خلية حقيقية، يجب أن تكون جميع معلومات الخلايا المجاورة موجودة.

إذا تدفق اثنين من الخلايا إلى بعضها البعض، فتكون انخفاضات ولها اتجاه تدفق غير محدد. يتم تقديم طريقة استنتاج اتجاه التدفق من نموذج الارتفاع الرقمي (DEM) في Jenson and Domingue (1988).

يمكن تحديد الخلايا التي هي الانخفاضات باستخدام أداة انخفاض. للحصول على تمثيل دقيق لاتجاه التدفق عبر السطح، املأ الانخفاضات قبل استخدام أداة اتجاه التدفق.

احسب اتجاه التدفق باستخدام طريقة MFD

في طريقة MFD، ينقسم التدفق عبر جميع الجيران المنحدرين (Qin et al., 2007). يتم تقدير مقدار التدفق الذي يتلقاه كل مجاور منحدر كدالة للتدرج الأقصى للمنحدر، والذي يسمح بظروف التضاريس المحلية. التعبير لتقدير MFD هو كما يلي:

حيث:

• d_i = جزء من التدفق من كل خلية يتدفق إلى الخلية i
• f (e) = الأس الذي يتكيف مع ظروف التضاريس المحلية ويتم إعطاؤه بواسطة

  

• β = زاوية الانحدار (بالراديان)
• n = عدد الخلايا التي تتدفق إلى الخلية i
• L_i, L_j = عامل معدل لحساب المسافة بين خلية المعالجة والخلايا المتعامدة والقطرية
• κ = أقصى انخفاض عبر الخلايا التي تتدفق إلى الخلية i

‏‏مراجع

جينسون، إس كيه ودومينغو جيه أو 1988. "استخلاص البنية الطبوغرافية من بيانات الارتفاع الرقمية لتحليل نظم المعلومات الجغرافية." هندسة التصوير المساحي الضوئي والاستشعار عن بعد 54 (11): 1593-1600.

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.