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표면의 수문분석적 특성을 도출하는 핵심 요소 중 하나는 래스터의 모든 셀에서 흘러나오는 흐름 방향을 결정하는 기능입니다. 이 작업은 흐름 방향 도구를 사용하여 수행됩니다.
이 도구는 표면을 입력으로 하고 각 셀에서 흘러나오는 흐름 방향을 보여주는 래스터를 결과로 출력합니다. 결과 드롭 래스터 옵션을 선택하면 흐름 방향을 따라 각 셀로부터 셀 중심 간의 경로 길이에 대한 최대 고도 변화의 비율을 표시하는 결과 래스터가 생성되어 백분율을 표시합니다. 모든 엣지 셀이 밖으로 흐르도록 하기 옵션을 선택하면 표면 래스터의 엣지에 있는 모든 셀이 표면 래스터에서 바깥쪽으로 흐릅니다.
흐름이 이동할 수 있는 8개의 인접한 셀과 관련하여 8개의 유효한 결과 방향이 있습니다. 이러한 접근 방식은 일반적으로 8개 방향(D8) 흐름 모델이라고 하며 Jenson and Domingue(1988)에 제시된 접근 방식을 따릅니다.
D8 방법을 사용하여 흐름 방향 계산
D8 방법에서 흐름 방향은 각 셀에서 가장 가파른 내리막 방향 또는 최대 하락 방향으로 결정됩니다(Jenson and Domingue, 1988). 이는 다음과 같이 계산됩니다.
maximum_drop = change_in_z-value/distance셀 중심 사이의 거리가 계산됩니다. 예를 들어 셀 크기가 1인 경우 두 직교 셀 사이의 거리는 1이고 두 대각선 셀 사이의 거리는 2의 제곱근입니다. 여러 셀에 대한 최대 내리막이 동일한 경우 가장 가파른 내리막을 찾을 때까지 인접 영역이 확장됩니다.
가장 가파른 내리막 방향을 찾으면 결과 셀은 해당 방향을 나타내는 값으로 코딩됩니다.
모든 인접 피처가 프로세싱 셀보다 높은 경우 노이즈로 간주되어 해당 인접 피처의 가장 낮은 값으로 채워지고, 이 셀로 향하는 흐름 방향을 갖습니다. 그러나 단일 셀 싱크가 래스터의 물리적 엣지 옆에 있거나 인접 피처로 하나 이상의 NoData 셀이 있는 경우, 인접 피처 정보가 부족하므로 채워지지 않습니다. 실제 단일 셀 싱크로 간주되려면 모든 인접 피처 정보가 있어야 합니다.
두 개의 셀이 서로에게로 흐르는 경우 이는 싱크가 되며 흐름 방향이 정의되지 않습니다. 수치 표고 모델(DEM)에서 흐름 방향을 도출하는 이 방법은 Jenson and Domingue(1988)에 나와 있습니다.
싱크인 셀은 싱크 도구를 사용하여 식별할 수 있습니다. 표면 전체의 흐름 방향을 정확하게 나타내려면 흐름 방향 도구를 사용하기 전에 싱크를 채웁니다.
MFD 방법을 사용하여 흐름 방향 계산
MFD 방법에서 흐름은 모든 내리막 인접 피처에 걸쳐 분할됩니다(Qin et al., 2007). 각 내리막 인접 피처가 받는 흐름의 양은 로컬 터레인 조건을 허용하는 최대 경사 기울기의 함수로 추정됩니다. MFD를 추정하는 식은 다음과 같습니다.
여기서 각 항목 정보는 다음과 같습니다.
- di = 셀 i로 흐르는 각 셀의 흐름 부분
- f (e) = 로컬 터레인 조건에 적응하는 지수이며, 다음을 통해 도출
- β = 내리막 각도(라디안 단위)
- n = 셀 i로 흐르는 셀 수
- Li, Lj = 프로세싱 셀과 직교 및 대각선 셀 간의 거리를 고려하기 위해 조정된 계수
- κ = 셀 i로 흐르는 셀 전체의 최대 하락
참조
Jenson, S. K., Domingue, J. O. 1988. "Extracting Topographic Structure from Digital Elevation Data for Geographic Information System Analysis." Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 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.