Bagaimana cara menghitung Lengkungan medan?

Saya memiliki raster elevasi dan saya ingin mendapatkan beberapa variabel medan dasar, seperti kemiringan, kekasaran, aspek, atau kelengkungan.

Masalahnya adalah saya sepertinya tidak memiliki kemungkinan untuk menghitung kelengkungan dengan analis medan:

Adakah yang bisa memberi tahu saya mengapa indikator ini tidak ada dalam daftar? Bagaimana saya bisa menghitungnya?

Lengkungan adalah turunan medan yang rumit untuk dihitung, persamaan yang Anda gunakan bergantung pada resolusi data input Anda, karena Anda harus memastikan bahwa hasil lengkungan yang Anda hitung dapat dibedakan dari derau dalam data.

Banyak penelitian yang telah dilakukan baru-baru ini pada perhitungan kelengkungan pada data LiDAR resolusi tinggi yang menunjukkan bahwa penskalaan skala ada pada resolusi sekitar 2 atau 3 meter dan di atas titik ini lebih banyak algoritma yang berbeda (yang saya tidak terbiasa) perlu digunakan . Informasi terbaik tentang perhitungan kelengkungan topografi mungkin berasal dari Hurst et al 2012 dan referensi di dalamnya.

Prinsip dasar perhitungan kelengkungan, seperti halnya kemiringan dan aspek, adalah untuk melewati jendela bergerak di atas permukaan ketinggian dan menyesuaikan nilai ketinggian ke fungsi polinomial 6 jangka, koefisien yang akan menghasilkan kemiringan, aspek dan kelengkungan pusat sel jendela yang bergerak.

ArcGIS menggunakan jendela pencarian 3x3 yang hanya akan menghasilkan hasil yang baik di daerah yang sama sekali tidak memiliki vegetasi, yang membuat alat ini tidak berguna kecuali orang-orang menyadari keterbatasan ini, ini mungkin menunjukkan mengapa itu tidak ada di QGIS.

Matematika awalnya diturunkan (saya pikir) di Evans (1980) dan disederhanakan dalam beberapa halaman dalam Prinsip Sistem Informasi Geografis (tautan Amazon) yang dapat saya rekomendasikan sebagai panduan yang baik untuk analisis medan semacam ini di tingkat dasar.

Salah satu cara untuk menghitung kelengkungan DEM adalah dengan mengubah DEM menjadi raster ascii, membacanya menjadi array numpy dan kemudian melakukan pemasangan polinomial pada jendela bergerak yang melewati data. Ini cukup mudah dilakukan, tetapi sangat lambat untuk dieksekusi dan membutuhkan optimasi yang cukup (operasi semacam ini sering diangkut ke c ++ untuk mempercepatnya).

Untuk melakukan operasi di QGIS, Anda dapat menggunakan plugin GRASS r.slope.aspect yang juga dibatasi oleh jendela tetap 3x3.

Saya menyadari ini bukan jawaban sederhana yang Anda harapkan, tapi saya harap Anda mengerti bahwa kelengkungan itu rumit untuk diturunkan dengan cara yang bermakna. Semua yang terbaik.

Evans, I. S. (1980), An integrated system of terrain analysis and slope mapping, Z. Geomorphol., 36, 274–295.

Versi ESRI tentang Analisis Raster untuk menghitung kelengkungan mungkin bermanfaat untuk mengembangkan plugin untuk QGIS.

Untuk setiap sel, polinomial urutan keempat dari bentuk:

Z = Ax²y² + Bx²y + Cxy² + Dx² + Ey² + Fxy + Gx + Hy + I

cocok untuk permukaan yang terdiri dari jendela 3x3. Koefisien a, b, c, dan sebagainya, dihitung dari permukaan ini.

Hubungan antara koefisien dan sembilan nilai elevasi untuk setiap sel yang diberi nomor seperti yang ditunjukkan pada diagram adalah sebagai berikut: Curvature values ​​diagram Curvature values ​​diagram

A = [(Z1 + Z3 + Z7 + Z9) / 4 - (Z2 + Z4 + Z6 + Z8) / 2 + Z5] / L4

B = [(Z1 + Z3 - Z7 - Z9) / 4 - (Z2 - Z8) / 2] / L3

C = [(-Z1 + Z3 - Z7 + Z9) / 4 + (Z4 - Z6)] / 2] / L3

D = [(Z4 + Z6) / 2 - Z5] / L2

E = [(Z2 + Z8) / 2 - Z5] / L2

F = (-Z1 + Z3 + Z7 - Z9) / 4L2

G = (-Z4 + Z6) / 2L

H = (Z2 - Z8) / 2L

I = Z5

Keluaran alat Lengkungan adalah turunan kedua dari permukaan — misalnya, kemiringan lereng — sedemikian rupa sehingga:

Kelengkungan = -2 (D + E) * 100

Informasi dan sumber lengkap:

http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//00q90000000t000000

Kelengkungan dapat dihitung menggunakan modul SAGA 'Analisis medan - Morfometri ---> Kemiringan, Aspek, Kelengkungan'

Perhitungan dapat dilakukan berdasarkan salah satu dari algoritma ini:

• Kemiringan Maksimum (Travis et al. 1975)
• Kemiringan Segitiga Maksimum (Tarboton 1997)
• Kotak Terkecil Dipasang Pesawat (Horn 1981, Costa-Cabral & Burgess 1996)
• Fit 2.Degree Polynom (Bauer, Rohdenburg, Bork 1985)
• Fit 2.Degree Polynom (Heerdegen & Beran 1982)
• Fit 2.Degree Polynom (Zevenbergen & Thorne 1987)
• Fit 3.Degree Polynom (Haralick 1983)

LandSerf dapat melakukan ini. Anda dapat menentukan ukuran windows (3 * 3, 5 * 5, 7 * 7, 11 * 11, ...) tetapi harus berupa angka ganjil. analisis multiskala. Anda dapat mempertimbangkan skala ketergantungan kemiringan, Aspek dan kelengkungan. http://www.landserf.org/ LandSerf akan cocok dengan persamaan polinomial kuadratik untuk jendela yang telah ditentukan sebelumnya, tetapi jika Anda menentukan ukuran jendela besar seperti 50 * 50 itu membutuhkan waktu lama. Itu tergantung pada ukuran raster dan ukuran windows yang Anda tentukan. Jo Wood menulis Landserf untuk tesis PhD-nya. Itu ditulis dalam Java.

• Kelengkungan profil
• Rencanakan Kelengkungan
• Lengkungan Bujur
• Kelengkungan Cross Sectional
• Kelengkungan berarti
• Kelengkungan Min
• Kelengkungan Max

Dapat dihitung dalam skala berbeda di LandSerf

Anda juga dapat mencoba SAGA GIS gratis (http://sourceforge.net/apps/trac/saga-gis/wiki) atau TAS (http://www.uoguelph.ca/~hydrogeo/TAS/index.html).