Der topografische Feuchtigkeitsindex kann ausgedrückt werden als
Ln(a/tanB) based on the idea of Beven and Kirkby (1979)
wo
a is the specific catchment area (a=A/L, catchment area (A)divided by contour length(L))
und
tanB is the slope
Die Grundidee hier ist einfach, aber da es mehrere Möglichkeiten gibt, sowohl a als auch tanB zu berechnen , können die Ergebnisse eines TWI stark variieren (Qin et al. 2011).
Durchflussansammlung und Einzugsgebiet können berechnet werden, zum Beispiel durch:
D8 (O'Callaghan, J.F. / Mark, D.M. (1984))
D-infinity (Tarboton, D.G. (1997)
Triangular Multiple flow direction (Seibert, J. / McGlynn, B. (2007)
Algorithmen, und es gibt auch viele andere Algorithmen zur Verfügung.
Die Steigung wird normalerweise als lokale Steigung um das Pixel berechnet (Sorensen et al. 2005). Die lokale Steigung kann auch als minimale, mittlere und maximale Steigung um das Pixel berechnet werden. Eine andere Methode zur Berechnung der Steigung wird von Hjerdt et al. 2004, wo die Steigung bis zu einem Punkt d Meter unter dem Zellzentrum berechnet wird .
Slope ist ein grundlegendes Werkzeug in den meisten GIS-Softwareprogrammen, die Berechnung kann jedoch abweichen. Hier einige Beispiele: ESRI: http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/index.cfm?TopicName=Calculating_slope SAGA: http://sourceforge.net/apps/trac/saga-gis/wiki/Terrain% 20Analyse% 20-% 20Morphometrie% 20Modul% 20Bibliothek
Wie Sie sehen, stehen viele Optionen zur Berechnung von a und tanB zur Verfügung. Die Frage ist also in der Praxis, wie TWI mit verschiedenen dieser Algorithmen am besten (am besten) berechnet werden kann. Oder gibt es welche?
Ich persönlich arbeite gerne in SAGA, vor allem, weil es eine große Auswahl an Open-Source-Hydrologie-Tools gibt.
Ps Es fällt mir schwer, genau herauszufinden, wie die Einzugsgebietsneigung in Saga GIS berechnet wird und was dies hier genau bedeutet. (Geländeanalyse-Hydrologie: Einzugsgebiet parallel).
EDITIERT: Beantwortet von Volker Wichmann aus den SAGA-Foren: "Das Einzugsgitter der Einzugsgebietssteigung des Moduls Einzugsgebiet (parallel) wird folgendermaßen berechnet: Für jede Zelle wird die lokale Steigung nach dem Ansatz von Zevenbergen & Thorne berechnet. Diese Steigungswerte sind akkumulierte Gefälle. Schließlich werden für jede Zelle die akkumulierten Steigungswerte durch den abgeleiteten Einzugsbereich der Zelle geteilt. Die Einheit des Gitters sind Bogenmaß. "
"Das TWI-Modul (Topographic Wetness Index) erfordert ein normales Steigungsgitter als Eingabe."
Verweise:
Beven und Kirkby 1979. Ein physikalisch basiertes, variabel beitragendes Flächenmodell der Beckenhydrologie. Hydrological Sciences Bulletin, 24, S. 43–69.
Hjerdt et al. 2004. Ein neuer topografischer Index zur Quantifizierung von Gefällekontrollen bei lokaler Entwässerung. Water Resources Research , 40, W05602, doi: 10.1029 / 2004WR003130.
O'Callaghan, JF und Mark, DM 1984. Die Extraktion von Entwässerungsnetzen aus digitalen Höhendaten. Computer Vision, Grafik und Bildverarbeitung , 28: 323-344
Qin et al. 2011. Ein Ansatz zur Berechnung des topografischen Feuchtigkeitsindex basierend auf dem maximalen Gefälle. Precision Agric 12: 32–43.
Seibert, J. und McGlynn, B. 2007. Ein neuer dreieckiger Mehrfachströmungsrichtungsalgorithmus zur Berechnung von Steigungsbereichen aus gerasterten digitalen Höhenmodellen, Water Ressources Research , Vol. 3, No. 43, W04501
Sorensen et al. 2005. Zur Berechnung des topografischen Feuchtigkeitsindex: Bewertung verschiedener Methoden anhand von Feldbeobachtungen. Hydrol. Earth Sys. Sci. Diskutieren. 2, 1807–1834
Tarboton, DG 1997. Eine neue Methode zur Bestimmung von Strömungsrichtungen und Steigungsbereichen in digitalen Gitterhöhenmodellen, Water Ressources Research , Band 33, Nr. 2, S. 309-319