Die Bedeutung von Geländeanalyse
Die Quantifizierung der Eigenschaften des Geländes kann in vielen Analyseabläufen von Vorteil sein, einschließlich Sedimenttransportmodellierung, ökologischen Studien, geomorphologischer Bewertung von Landformen und Beurteilung von Erdrutschgefahren. Zur Unterstützung der Geländeanalyse fügt Arc Hydro ein Terrain Ruggedness Index (TRI)-Werkzeug und ein Vector Ruggedness Measure (VRM)-Werkzeug zu seinen Geländevorverarbeitungsfunktionen hinzu.
Wie TRI und VRM zur Geländeanalyse beitragen
Terrain Ruggedness Index:
TRI drückt die Höheunterschiede zwischen benachbarten Zellen eines DEM aus. Unter Verwendung der von Riley et al. (1999) entwickelten Methodik, veröffentlicht im Artikel „A Terrain ruggedness Index That Quantifies Topographic heterogeneity“, misst das Werkzeug die Höhenunterschiede zwischen einer Mittelfeldzelle und den acht direkt angrenzenden Zellen. Dann werden die acht Höhenunterschiede quadriert und gemittelt. Die Quadratwurzel dieses Durchschnitts ergibt eine TRI-Messung für die Mittelfeldzelle. Diese Berechnung wird dann für jede Zelle des DEM durchgeführt.
Vector Ruggedness Measure:
VRM bietet eine Möglichkeit, die Geländeunebenheit als Variation der dreidimensionalen Orientierung von Rasterzellen innerhalb einer Nachbarschaft zu messen. Hangneigung und Exposition werden in einer einzigen Messung erfasst und verwendet, um die Geländeunebenheit von nur Hangneigung oder Höhe zu entkoppeln. Der VRM wurde erstmals von Hobson (1972) in „Surface roughness in topography: quantitative approach“ vorgeschlagen und später von Sappington et al. (2007) in „Quantifying landscape ruggedness for animal habitat analysis: A case study using bighorn sheep in the Mojave Desert“ adaptiert.
Beide Werkzeugscripte verwenden Geoverarbeitungs-Workflows, die von Dr. Barry Nickel, Professor an der University of California Santa Cruz, entwickelt wurden.
Wo man TRI und VRM findet
Viele Ökologen und Geologen haben TRI und VRM eingesetzt, um ihre Forschung und ihr Verständnis des Geländes zu vertiefen. Vor dieser Werkzeugveröffentlichung mussten Analysten sowohl TRI als auch VRM durch eine Reihe von Geoverarbeitungsschritten ableiten oder ihr eigenes benutzerdefiniertes Werkzeug schreiben. Jetzt sind beide Werkzeuge unter Arc Hydros Terrain Preprocessing Toolbox in ArcMap 10.8.0.37 und ArcGIS Pro in Arc Hydro Build 2.6.26 verfügbar. Zukünftige Versionen von Arc Hydro werden diese Werkzeuge ebenfalls unterstützen.
Wie man die Werkzeuge benutzt
Das TRI-Werkzeug benötigt nur ein DEM als Eingabe. Die Ausgabe ist ein TRI-Rasterdatensatz, der die Höheunterschiede zwischen benachbarten Zellen des DEM in Metern ausdrückt. Die Ausgabewerte hängen von der Auflösung des Eingabe-DEM ab.
Das VRM-Werkzeug hat zwei Eingabeparameter. Einer ist das DEM für die Analyse, der andere ist eine Ganzzahl, die die Nachbarschaftsgröße für die Analyse angibt. Eine größere Fenstergröße kann nützlich sein, führt aber oft zu einem Glättungseffekt auf der Landschaft, daher ist standardmäßig die Fenstergröße auf 3 gesetzt. Die Ausgabe ist ein VRM-Rasterdatensatz mit einem dimensionslosen Rauheitswert zwischen 0 (flach) und 1 (am rauesten). Typische Werte für natürliche Gelände liegen zwischen 0 und 0,5, wobei eine raue Landschaft als größer als 0,02 definiert ist.
