Dies ist eher eine theoretische Frage, die sich aus einigen Diskussionen mit Kollegen zum Thema Implikationen bei der Abgrenzung von Becken mit projizierten (z. B. Albers Equal Area) vs.
Einige haben angegeben, dass dies kein Problem ist, da die aus nicht projizierten Daten berechneten Werte einfach angepasst werden, wenn Sie sich für eine Projektion entscheiden.
Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob dies der Fall ist, da es inhärente Unterschiede zwischen Daten in einem geografischen Koordinatensystem und projizierten Daten gibt. Ich habe ein Beispiel ausprobiert, in dem die Routine mit nicht projizierten DEM-Daten begonnen wurde, und dann dieselbe Site mit projizierten DEM-Daten getestet. Für beide wurden Schritte ausgeführt (alle in ArcGIS 9.3.1 ausgeführten Arbeiten), wobei 10 Mio. DEM-Daten verwendet wurden.
Ein Lauf wurde mit einem DEM in NAD 83 durchgeführt, und der zweite Lauf wurde durchgeführt, indem dasselbe DEM in USA_Contiguous_Albers_Equal_Area_Conic_USGS_version projiziert wurde.
- derive Flußrichtung Geoverarbeitungsfenster Verwendung FlowDirection_sa Werkzeug
- Leiten Sie die Durchflussakkumulation mit dem Tool FlowDirection_sa ab
- Schnappen Sie den Stockpunkt in einem Abstand von 50 Metern
- Zeichnen Sie die Wasserscheide mit dem Tool Watershed_sa ab
Beim Vergleich der beiden konnte ich einen visuellen Unterschied zwischen der Anzeige der Strömungsrichtungsgitter feststellen.
HINWEIS: Nach weiteren Nachforschungen ist der Striping-Effekt meines Erachtens darauf zurückzuführen, dass kein CUBIC-Resampling verwendet wurde, sondern dass versehentlich die Standardeinstellung NEAREST im ArcGIS Project Raster-Tool verwendet wurde. Ich glaube jedoch nicht, dass dies eine Lösung für diese Debatte darstellt ...
Durchflussrichtungen mit nicht projiziertem DEM
Strömungsrichtungen mit projiziertem DEM
Ich verstehe, dass der visuelle Vergleich nicht zu 100% wissenschaftlich ist, sondern ein guter Ausgangspunkt sein kann.
Dementsprechend gab es einen Unterschied zwischen dem Stockpunkt und dem Zeitpunkt, an dem er bei jedem Durchlauf abbrach. Und es gab einen deutlichen Unterschied in den abgeleiteten Wassereinzugsgebieten, da sich das Pourpoint-Snap-Tool entschied, basierend auf den jeweiligen projizierten / nicht projizierten Datensätzen zu fangen. Die in grün dargestellte Wasserscheide ist die Wasserscheide, die mit dem projizierten DEM und den nachfolgenden Daten der projizierten Höhenableitung abgeleitet wurde. Die in der violetten Umrandung gezeigte Wasserscheide ist die Wasserscheide, die unter Verwendung der nicht projizierten DEM-Daten abgeleitet wurde.
Die Wasserscheide
Ich bin auf diese beiden anderen GIS-Forenthreads gestoßen (Links unten), die dieses Problem in den alten ESRI-Foren behandeln, aber ich bin mir immer noch nicht sicher, wie das Flussrichtungs-Tool im Vergleich zu projizierten und nicht projizierten Daten funktioniert (ich verstehe) das Konzept der hydrologischen Strömung und Strömungsrichtung). Wenn jede Zelle in einem projizierten DEM noch den gleichen Höhenwert wie in einem nicht projizierten DEM hat (ist das richtig?), Warum gibt es einen Unterschied in einem aus projizierten Daten abgeleiteten Flussrichtungsraster gegenüber einem aus DEM-Daten in NAD83 abgeleiteten Raster?
http://forums.esri.com/Thread.asp?c=93&f=995&t=292503
http://forums.esri.com/Thread.asp?c=93&f=995&t=290652
Wären theoretisch auch Unterschiede weniger problematisch, wenn Abgrenzungen in einem höheren Breitengrad wie dem Shenandoah-Nationalpark in Virginia im Vergleich zu Abgrenzungen im Bundesstaat Texas vorgenommen würden?
Ich sprach mit einem Kartografie-Experten, der dachte, dass die Ost-West-Verzerrung, die Sie erhalten, wenn Sie sich vom Äquator entfernen, wahrscheinlich ein Problem sein könnte (wie in einigen Karten, in denen Kanada extrem aufgebläht und verzerrt ist), wenn Sie mehr sind als 10 Breitengrade vom Äquator entfernt, dachten sie, dass projizierte Daten der richtige Weg sind, wenn Sie sich mit Genauigkeit befassen.
Eine wichtige Unbekannte ist das Ausmaß der Unsicherheit bei Becken, bei denen nicht projizierte Daten verwendet werden, mit denen wir uns befassen möchten. Es gibt einen Unterschied, aber wie groß ist er?
Vielen Dank an alle, die eine direkte Antwort auf diese Diskussion oder nur einen hilfreichen Einblick in diese geben können.
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Das Hauptproblem, das uns interessiert / beschäftigt, ist, ob es Genauigkeitsprobleme mit den abgegrenzten Wassereinzugsgebieten geben wird, wenn der Prozess mit einem nicht projizierten DEM gestartet wird.
Also, wenn ich die Antwort verstehe, sollten die abgegrenzten Becken in Bezug auf die Darstellung der Entwässerungsfläche für einen Stockpunkt in Ordnung sein? Es scheint jedoch, dass wenn die Strömungsrichtungen falsch sind, dies zu Fehlern in der endgültigen abgegrenzten Wasserscheide führt.
Dies ist ein sehr interessantes und wirklich wichtiges Thema - ich habe noch keinen Bericht oder eine Dokumentation gesehen, aus der hervorgeht, dass es in Ordnung ist, UN-projizierte Daten für die Abgrenzung von Wassereinzugsgebieten zu verwenden. Ich habe technische Gespräche auf der ESRI-Anwenderkonferenz geführt, die vom leitenden Entwickler der Spatial Analyst-Erweiterung (die die Hydrologie-Tools enthält) geführt wurden, in denen Sie sagten, Sie sollten auch eine Projektion mit gleicher Fläche verwenden (z. B. Albers mit gleicher Fläche).
Auch scheint es für keine autoritativen „Bibel“ Standard zu sein , wie um dies zu realisieren - so scheint , dass es sich um einen fast anerkannt ist de facto Ansatz , um die Daten zu projizieren , bevor Sie Ihre Höhen Derivate zu berechnen.
Nirgendwo konnte ich eine präzise und eindeutige Antwort darauf finden, wie sich dies auf die Berechnung der Strömungsrichtung und anschließend auf die Abgrenzung einer Wasserscheide auswirkt.
Und wenn Sie am Ende mit Wassereinzugsgebieten arbeiten, die mit nicht projizierten DEM-Daten abgegrenzt wurden, und diese Wassereinzugsgebiete dann projizieren, ist die Ungenauigkeit dann nicht noch vorhanden (z. B. hinsichtlich der Bestimmung eines Wassereinzugsgebiets oder anderer Merkmale wie Landbedeckungsquotienten usw.)?
Außerdem gehe ich davon aus, dass das Projizieren eines Flussrichtungsrasters, das von einem nicht projizierten DEM abgeleitet wurde, die Fehler auch nicht korrigiert, da die Quelldaten nicht projiziert wurden.
danke - schätzen Sie jeden zusätzlichen Einblick, den Sie gewähren können
EDIT - 20110331
@whuber:
danke für dieses ausführliche gespräch. Wir haben dieses Problem eingehender untersucht und tatsächlich einige Referenzen gefunden, die darauf hindeuten, dass es eigentlich besser ist, das DEM nicht zu projizieren, bevor Flussrichtung, Flussakkumulation und Abgrenzung ermittelt werden.
Eine E-Mail-Antwort von einer anonymen Quelle (aber wer ist eine ziemlich seriöse Person), als die Frage gestellt wurde: 1.) Projekt-DEM 2.) Derivate produzieren ODER 1.) Derivate produzieren 2.) Projekt-DEM sagte:
Kurz gesagt, es hängt von der Ableitung ab. Für fortlaufende Derivate, die visualisiert werden, sollten Sie ableiten und dann projizieren - dies verringert das Risiko, dass Kachelgrenzartefakte (durch den Projektionsalgorithmus) verstärkt oder eingeführt und dann an das Derivat weitergeleitet werden, wenn Sie das DEM zuerst projizieren. Die Ausnahme ist, wenn Sie auch die Entfernung oder Fläche als Grundlage für Ihre Ableitungsberechnung verwenden. Dies hängt natürlich davon ab, wie groß die Entfernungen / Bereiche sind und wie weit Sie sich akzeptabel vom Äquator entfernen können. Stellen Sie sich also vor, dass für Ableitungen wie Hang oder Hügel, die von der Zellgröße abhängen, Konsequenzen bestehen. Diese Ableitungen sind am Äquator am genauesten, und die Genauigkeit wird sich nach 60 Grad Nord oder Süd erheblich verschlechtern. In beiden Fällen gehe ich davon aus, dass das DEM einen sehr großen Bereich abdeckt (breiter als 1,5 UTM-Zonen) und einen traditionellen kachelbasierten Ansatz, bei dem die Kacheln entweder willkürlich sind oder bestehenden Standards wie USGS Quad-Blattgrenzen entsprechen. Die Implikation ist also, dass ein Großteil dieses Denkens vor Mosaik-Datasets liegt, auf die ich weniger eingehen kann. Das Hauptanliegen für mich wäre, zu wissen, wie gut die DEM-Kacheln zusammenpassen. Wenn sie gut zusammenpassen (wie bei NED), werden die Ableitungen aus Kacheln (als Funktionen, die auf das Mosaik-Dataset angewendet werden) erstellt und sofort angezeigt. Wenn sie nicht gut zusammenpassen, dann Müll rein, Müll raus. Zurück zu Ihrer ursprünglichen Frage, ich denke, wenn es nur Wasserscheide Grenzen ist,
Sie fuhren fort zu sagen:
Der Grund, warum ich mich an die nicht projizierte Methodik halten möchte, ist, dass wir Raster verwenden, die an und für sich eine Ableitung von DEM sind (die wir normalerweise nicht haben, aber LiDAR-Punktwolke denken). Bei Rastern, die sehr große Bereiche abdecken, z. B. Kontinente mit relativ feiner Auflösung, führt die Projektion auf Albers zum Verlust oder zur Einführung von Informationen, wenn das Raster Zellen mit normaler Größe verwendet (wie dies bei Esris Rastern der Fall ist). Das bedeutet, dass Tools wie Flow Accumulation Ergebnisse auf der Basis partieller oder interpolierter Informationen liefern. Grundsätzlich verursachen alle auf Raster angewendeten Projektionsalgorithmen Probleme, sobald eine Vergrößerung oder Verkleinerung um mehr als den Abstand einer Pixelbreite auftritt (Projektionen wie Albers können Fehler verursachen, indem neue Pixel zwischen zwei alten eingefügt werden). Daraus abzuleiten bedeutet, dass das Potenzial für kumulative Fehler hoch ist.
Dies scheint das Gegenteil nahezulegen - das Projizieren führt zu mehr Rauschen, es sei denn, Sie erreichen einen Breitengrad von über 60 Grad.
Wir haben auch einige veröffentlichte Quellen gefunden, die nahegelegt haben, dass "unprojected" ein akzeptabler Ansatz für kleinere Wassereinzugsgebiete ist (letzte beiden Absätze von Abschnitt 1.6) . com / content / x877238532533g20 / fulltext.pdf
Am Ende geht es also nur darum, 1.) wo Sie Arbeiten an der Erdoberfläche ausführen, 2.) auf welcher Skala Sie arbeiten und 3.) ob das durch eine Projektion verursachte Rauschen auftritt Dadurch werden Attribute, die sich auf den Durchflussrichtungsalgorithmus auswirken, besser erhalten als die durch nicht projizierte Daten verursachte Verzerrung (der Vorteil steigt, wenn Sie sich auf die Pole zubewegen).
Wenn Sie anfangen, sich mit diesem Thema zu befassen, scheint es, als ob der Konsens darin besteht, zu projizieren, aber es gibt einige, die zu sagen scheinen, dass dies keine feste Regel ist.