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Detrending DEMs? - La eliminación de la elevación de la tendencia a lo largo del pendiente (diagrama incluido)

Hay un conocido metodología para la extracción de la tendencia a partir de un DEM de la superficie?

Por ejemplo, si yo tuviera un DEM de un río, que el río fluyera de alta elevación (arriba) a las zonas más bajas (aguas abajo). Incluso si la distancia desde la parte superior de la superficie del agua hasta el fondo del lecho del río, fueron los mismos a través de todo el río, aguas abajo de la parte de la trama, aún tendrían que bajar los valores de elevación en el DEM. Es posible incluso fuera de estos valores, de manera que las áreas de igualdad de profundidad también poseen igual elevaciones?

Cuando la eliminación de esta tendencia sería ideal para conservar las características generales de la DEM, tales como baños en el río.enter image description here

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cjstehno Puntos 131

@jul es correcto que "usted necesita para calcular la tendencia de la superficie, y luego restar de su inicial DEM para obtener el "sin tendencia" uno," pero suena como procedimientos más sencillos son necesarios en este caso, "para preservar los dips." Si la "tendencia de la superficie" también sigue de cerca el original DEM, a continuación, los residuos no se conservan las características locales de la superficie. Así, entre las técnicas para evitar son todos los locales (splines, filtros, y--sobre todo--kriging) y los que están a favor son globales.

Un simple, robusto, enfoque directo es para adaptarse a un avión de la DEM en las inmediaciones del río. Esto no toma cualquier fantasía tecnología o pesados cálculos, porque (según Euclides) un plano está determinado por tres (no colineales) puntos en el espacio. En consecuencia, seleccione un punto (x1',y1',i1') = (coordenadas, altitud) en la cabeza del río, otro punto (x2',y2',z2') en el extremo inferior, y un tercer punto (x0',y0',z0) de su elección de distancia del segmento de línea que une los dos primeros puntos. (Estas coordenadas se indican con los números primos, porque vamos a cambiar pronto.) Este último punto no tienen que corresponder a un punto o incluso cerca de la superficie de la tierra! De hecho, una buena elección inicial podría ser el establecimiento de su elevación a la media de la aguas arriba y aguas abajo de las elevaciones, z0' = (z1'+z2')/2.

Los cálculos se facilitó por adoptar el punto (x0',y0',z0') como el origen de un sistema de coordenadas local. En estas coordenadas de los otros dos puntos que se encuentran a

(x1,y1,z1) = (x1'-x0',y1'-y0',z1'-z0') 
(x2,y2,z2) = (x2'-x0',y2'-y0',z2'-z0'). 

Cualquier posición arbitraria, en (x',y') en el original sistema de coordenadas, tiene coordenadas (x,y) = (x-x0',y'-y0') en este nuevo sistema. Debido a que cualquier plano que pasa por el origen (0,0,0) debe tener una ecuación de la forma z = a*x + b*y, esto reduce el problema a la siguiente:

Encuentre una ecuación de la forma z = a*x + b*y para el plano que pasa por los puntos (0,0,0), (x1,y1,z1) y (x2,y2,z2).

La única solución es calcular

u = z1 y2 - z2 y1
v = x1 z2 - x2 z1
w = x1 y2 - x2 y1

en qué términos

a = u/w, b = v/w.

Después de haber encontrado estos dos números a y b, y recordando las dos coordenadas originales x0' y y0', una trama de cálculo de la forma

[DEM] - a * ([X'] - x0') - b * ([Y'] - y0')

elimina la "inclinación" de la DEM. En esta expresión [X'] se refiere a la coordenada x de la cuadrícula en las coordenadas originales y [S'] se refiere a los originales coordenada de cuadrícula. El resultado DEM es la garantía de tener la misma altura (es decir, z0') en cada uno de los tres puntos que usted eligió originalmente; lo que ocurre en otros lugares depende de la DEM sí mismo!


(Espero que algunos lectores apreciar cómo este enfoque evita todas las referencias a la trigonometría o menos plazas de la maquinaria. :-)

3voto

Malaysia Asia Puntos 111

He encontrado de tendencias, con el análisis de la tendencia insatisfactorio para los ríos. Se puede trabajar en regiones como el medio oeste, pero en el oeste una sola lineal o polinomial de la superficie nunca parece aproximado del río gradiente muy bien debido a la compleja topografía. Lo he usado en lugar es ponderado promedio donde puedo comparar la elevación de las tierras altas de píxeles a un promedio ponderado del río utilizando una densidad de kernel (véase el artículo en el Invierno de 2010 ArcUser). Esto produce una "localizada". Todavía es posible obtener algunos valores negativos, pero he encontrado que los valores parecen estar confinadas en el canal del río y son más comunes en pendiente áreas. Más recientemente, he experimentado con pathdistance enfoques para la asignación de "inundación de altura", pero esto no no resaltar los degressions que usted está interesado en.

2voto

Paul G Puntos 1615

Usted necesita para calcular la tendencia de la superficie, y luego restar de su inicial DEM para obtener el "sin tendencia".

Para calcular la tendencia de la superficie, cualquier superficie de la simplificación de la función puede ser utilizada (filtrado, splines de suavizado, kriging, etc.). Esta elección depende de cómo desea que esta tendencia de la superficie.

Aquí está un ejemplo de cómo usar el kriging en arcGIS 10.0 para que.

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