Как картографически представить поток воды?

Я моделирую поток воды на крутых склонах для изучения эрозии. Вы можете видеть на скриншоте результаты анализа потоков на основе ArcGIS. Чтобы получить эти линии потока, я сгенерировал матрицу высот без депрессии, рассчитал направление потока и, наконец, накопление потока. Продукт накопления растрового потока был векторизован с помощью ArcScan.

Хотя этот метод отлично справляется с отображением водных путей, он не обеспечивает визуального измерения величины или накопления. Как я могу лучше представить поток воды через крутые поверхности, чтобы представить величину и / или накопление?

Вы можете классифицировать потоки, используя, среди прочего, метод Strahler Stream Ordering.

В методе Strahler все ссылки без каких-либо притоков имеют порядок 1 и называются первым порядком.

Порядок потоков увеличивается, когда потоки одного порядка пересекаются. Следовательно, пересечение двух связей первого порядка создаст ссылку второго порядка, пересечение двух связей второго порядка создаст ссылку третьего порядка и так далее. Однако пересечение двух звеньев разных порядков не приведет к увеличению порядка. Например, пересечение ссылки первого и второго порядка не создаст ссылку третьего порядка, но сохранит порядок ссылки с наивысшим порядком. Источник: ESRI 10.2.1 help

Что я делаю, так это создаю «упорядоченные» потоки как часть моего анализа водораздела. Фактически, я фактически использую его, чтобы также классифицировать мои результирующие бассейны и назначать им символы, посредством которых порядок различного подоснования меняется от светлого к темному. Это дает действительно полезную визуальную сводку по дренажу.

Используйте инструмент «Порядок потоков» (требуется Spatial Analyst), затем выберите входной поток и растр направления потока и выберите метод Strahler (по умолчанию).

После завершения вы можете символизировать как есть или преобразовать в вектор, чтобы получить больший картографический контроль (толщина линий и т. Д.)

Вот как выглядят мои потоки, когда символизируются таким образом:

Как я уже упоминал, вы можете также применить эту технику к самим водоразделам, что позволяет использовать для создания некоторых интересных картографических визуализаций:

Несмотря на то, что Джакуб прав, методика упорядочения потоков - лучший выбор для представления величины потока или расхода, поскольку позиция в сети является суррогатом для этих двух характеристик потока, но я бы сказал, что вы хотите избежать использования Хортона-Стралера заказ потока для этой цели. В этих приложениях существует серьезный недостаток, особенно когда вы применяете его в небольших потоковых сетях. Это происходит из-за хорошо известной проблемы «отсутствующих потоков» в методе упорядочения потоков Хортона-Штролера, то есть когда встречаются два притока, если один имеет более низкий порядок, порядок нисходящей линии связи не будет увеличиваться. Порядок потоков Strahler увеличивается только тогда, когда объединяются два потока одного порядка. Поэтому он довольно нечувствителен как мера.

Вместо этого вы можете рассмотреть возможность использования величины Shreve Stream Magnitude в качестве более чувствительного показателя размера / потока потока. В противном случае вы можете просто назначить каждой ссылке в вашей сети растровых потоков, извлеченной из матрицы высот, максимальное значение накопления потока (т. Е. Наибольшее значение в нисходящем направлении в ссылке). Или вы также можете использовать нелинейное преобразование максимального накопления потока, чтобы имитировать отношение, которое существует между зоной наклона и расходом потока. Как правило, существует логарифмическая связь между полной выгрузкой и площадью дренажа. Это также даст лучшее представление о величине потока.

Рассмотрим следующие примеры, которые включают в себя порядок потока Хортона-Стратлера, величину потока Шривена и максимальное накопление потока соответственно:

Вы заметите, что первое изображение, порядок потоков Хортона-Штрелера, имеет только четыре класса и не особенно чувствительно к положению связей в пределах всей сети и бассейна. Для сравнения, величина Shreve Stream и максимальное накопление потока (то есть размер бассейна) намного более чувствительны к положению и величине канала. Конечно, я просто использовал подход, основанный на палитре, для представления различных значений, связанных со ссылками в сети, потому что он хорошо иллюстрирует мою точку зрения, но пропорциональная толщина линии также была бы хорошим подходом к представлению.