Digitální analýza terénu Vojtěch Barták bartakv@fzp.czu.cz Digitální analýza terénu se zaměřením na hydrologii

Digital Elevation Models and their Elementary TERRain analysis Nový program: DEMETERR 1.1 Digital Elevation Models and their Elementary TERRain analysis Motivace: Většina algoritmů popsaných v literatuře není běžně dostupná v používaných programech typu ArcGIS

Vstup: Digitální výškový model Moravská Dyje SRTM DEM

Vstup: Digitální výškový model Výstup 1: Sklony

Vstup: Digitální výškový model Výstup 2: Expozice

Vstup: Digitální výškový model Výstup 3: Vertikální křivost

Vstup: Digitální výškový model Výstup 4: Akumulace toku (Přispívající plochy)

Vstup: Digitální výškový model Výstup 5: Topografický index

Vstup: Digitální výškový model Výstup 6: Ohraničení povodí

Vstup: Digitální výškový model Výstup 7: Extrakce říční sítě

Základní krok: určení směrů odtoku Zoom 1100 %

Dva základní přístupy → 4 algoritmy SFD8 MFD8 SFD∞ MFD∞ from: http://vulcan.wr.usgs.gov Mount Shasta (California) USGS DEM

První přístup: 8 možných směrů Mount Shasta (California) USGS DEM

SFD8 První přístup: 8 možných směrů 1. Single Flow from 8 Directions (O’Callaghan et Mark, 1984)

MFD8 První přístup: 8 možných směrů 2. Multiple Flow from 8 Directions (Quinn et al., 1991, 1995)

Druhý přístup: ∞ možných směrů

SFD∞ Druhý přístup: ∞ možných směrů 3. Single Flow from ∞ Directions (Tarboton, 1997)

MFD∞ Druhý přístup: ∞ možných směrů 4. Multiple Flow from ∞ Directions (Seibert et McGlynn, 2007)

SFD8 MFD8 SFD∞ MFD∞

Uzavřené deprese (depressions, sinks, pits) Plošiny (flats, plateaus) Problematická místa: Uzavřené deprese (depressions, sinks, pits) Plošiny (flats, plateaus) Moravská Dyje SRTM DEM

Ošetření uzavřených depresí: 1. Filling (Jenson et Domingue, 1988)

Ošetření uzavřených depresí: 2. Carving (Soille et al., 2003)

Ošetření uzavřených depresí: 3. Outlet Breaching (Martz et Garbrecht, 1999) (Optimal Carving; Soille, 2004)

Ošetření uzavřených depresí: 4. SDI (Tianqi et al., 2003) 5. PEM4PIT (Grimaldi et al., 2007)

Ošetření plošin – srovnání metod: 945 plošin (28504 buněk, 43% plochy) Altamont (California) USGS DEM

Ošetření plošin – srovnání metod (MFD8): 1. Towards Lower Gradient 2. Combined Gradient

Ošetření plošin – srovnání metod (MFD8): 3. SDI 4. PEM4PIT

1. Prahová hodnota akumulace toku (Mark, 1984) Extrakce říční sítě: 1. Prahová hodnota akumulace toku (Mark, 1984) 0.1 1 10 100

1. Prahová hodnota akumulace toku (Mark, 1984) Extrakce říční sítě: 1. Prahová hodnota akumulace toku (Mark, 1984) Jiné typy prahových hodnot: 2. Prahová hodnota sklon-plocha (Montgomery et Foufoula-Georgiou, 1993) 3. Prahová hodnota relativ. výšek (Roth et al., 1996) 4. Prahová hodnota vážených ploch (Tarboton et Ames, 2001) Určení prahové hodnoty: Ručně Automaticky – Analýza konstantního poklesu (Nejhustší síť splňující empirický “zákon konstantního poklesu”)

Extrakce říční sítě– nejlepší výsledek: Prahová hodnota vážených ploch + Analýza konstantního poklesu Říční síť z mapy dmu 25

Screenshots:

Další vývoj software: tvorba specializovaného nástroje pro ArcGIS bakalářská práce – rešerše programů diplomová práce – analýza DTM, srovnání algoritmů diplomová práce – programování

http://fzp.czu.cz/~bartakv/demeterr Dostupnost: Zdarma stažitelné pro nekomerční použití Veškeré použití je omezeno autorovým souhlasem