Une version plus ancienne de ce blog fait référence à USGS WaterWatch comme source des données de ruissellement pour l'outil de géotraitement Create Runoff Raster. L'outil et le blog ont été mis à jour pour utiliser un jeu de données global de ruissellement à plus haute résolution provenant de TerraClimate.<\/EM><\/FONT><\/P>Contexte<\/FONT><\/H2>La délimitation et l'analyse des réseaux hydrographiques dans un environnement Système d'Information Géographique (SIG) est une tâche fondamentale en analyse hydrologique et topographique. Ces réseaux servent de cadre spatial pour modéliser l'écoulement de l'eau, les limites des bassins versants et les processus d'hydrologie de surface. Bien que la création de réseaux hydrographiques puisse être intensive en calcul et méthodologiquement complexe, les avantages qu'ils apportent à l'analyse spatiale et à la modélisation environnementale sont substantiels.<\/P>Dans les flux de travail SIG typiques, les réseaux hydrographiques sont dérivés des Modèles Numériques d'Élévation (MNE) par une séquence d'étapes de traitement hydrologique : remplissage des dépressions, modélisation de la direction d'écoulement, accumulation d'écoulement et seuillage des cours d'eau. Parmi celles-ci, définir le seuil d'initiation du cours d'eau, la surface contributive minimale requise pour qu'un canal soit considéré comme un cours d'eau, est particulièrement difficile et très dépendant du contexte.<\/P> <\/P>
<\/span><\/P> <\/P>De nombreux utilisateurs demandent le seuil "parfait" pour leur zone d'intérêt, mais aucune valeur universelle ne s'applique à tous les paysages. Le seuil approprié varie selon les régimes régionaux de précipitations, la perméabilité du sol, la couverture végétale, le relief topographique et la géologie sous-jacente. Par exemple, dans les environnements arides ou semi-arides, le ruissellement de surface est moins fréquent et tend à se concentrer dans moins de canaux plus épisodiques, nécessitant un seuil d'accumulation d'écoulement plus élevé pour définir des caractéristiques fluviales significatives. À l'inverse, dans les régions humides ou à faible relief, l'écoulement superficiel peu profond peut former des chemins de drainage continus avec des surfaces contributives relativement faibles, nécessitant un seuil plus bas pour une représentation précise.<\/P>Notre approche de la délimitation des cours d'eau est fondée sur une méthodologie développée par l'U.S. Geological Survey (USGS) pour fournir un moyen cohérent et basé sur l'hydrologie pour la délimitation des réseaux hydrographiques. Plus précisément, elle s'inspire de \u201c<\/EM>Méthode basée sur le débit pour la génération de cours d'eau dans un SIG\u201d<\/EM><\/A> par Michael E. Wieczorek (USGS, 2017), qui introduit un flux de travail SIG pour générer des réseaux hydrographiques basés sur des valeurs estimées de débit plutôt que sur des seuils arbitraires d'accumulation de surface uniquement. Cette méthode exploite les données publiques disponibles sur le ruissellement conjointement avec les MNE pour produire des réseaux hydrographiques correspondant à un seuil de débit défini ; comme indiqué ci-dessus, il n'existe pas de seuil "parfait", mais par défaut l'outil utilise un seuil de débit de 1 pied cube par seconde. En ancrant la délimitation dans des critères hydrologiques, cette technique améliore la cohérence et l'interprétabilité entre les paysages et offre une alternative scientifiquement robuste aux approches plus subjectives basées sur l'accumulation de surface. <\/P> <\/P>
Create Streams with Flow Threshold<\/FONT><\/H3>Cet outil produit un raster binaire représentant les cours d'eau en calculant la direction du flux et son accumulation à partir du MNE, pondérant ces résultats avec le raster du ruissellement afin de générer des valeurs pixel représentant le débit (volume par unité temps). Le paramètre Flow Threshold<\/EM> définit le ruissellement minimum requis pour qu'une cellule soit qualifiée comme cours d'eau. La valeur par défaut est 1\u202fcfs, comme recommandé par l'USGS, mais vous pouvez l'ajuster pour obtenir des réseaux plus denses ou plus clairsemés.<\/P> <\/P>
<\/span><\/P> <\/P>Cas pratique<\/FONT><\/H2>Voici un exemple simplifié générant un réseau hydrographique basé sur le ruissellement. Le seul prérequis est un MNE. (Si vous n'en avez pas, utilisez l'outil Télécharger\u202fMNE<\/<STRONG> Arc Hydro)<\p>\n <\p>\n\n
\n <\p>\nÉtape 1- Create Runoff Raster
Lancez Create Runoff Raster avec votre MNE comme Saisie MNE Raster et sélectionnez l'année souhaitée.
Flux<\/STRONG>, en utilisant :<\/P>Entrée<\/EM><\/EM>DEM<\/EM><\/EM>Raster<\/EM> : le même DEM que dans l'Étape1<\/LI>Entrée<\/EM><\/EM>Runoff<\/EM><\/EM>Raster<\/EM> : le raster de ruissellement de l'Étape1<\/LI>Seuil de Flow<\/EM><\/EM> : laisser à 1cfs ou modifier selon les besoins<\/LI><\/UL> <\/P>
<\/span><\/P> <\/P>Le raster de flux en sortie (Str.tif dans ce cas) peut sembler subtil à petite échelle ; un zoom avant révèle le réseau hydrographique dérivé.<\/P> <\/P>
<\/span><\/P> <\/P>Étape 3<\/FONT>013013Convertir en vecteur (Optionnel)<\/FONT><\/H3>Exécutez éventuellement Stream to Feature<\/STRONG> pour convertir le réseau raster en entités vectorielles.<\/P> <\/P>
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<\/span><\/P> <\/P>En seulement trois étapes de géotraitement, les données locales de ruissellement ont été intégrées aux données topographiques pour dériver un réseau hydrographique.<\/P> <\/P>Pourquoi deux outils séparés ?<\/FONT><\/H3>Pour maximiser la flexibilité, le flux de travail de dérivation des cours d'eau a été intentionnellement divisé en deux outils de géotraitement. Cela permet aux analystes d'utiliser leurs propres données de ruissellement, en particulier ceux travaillant avec des ensembles de données à plus haute résolution. Bien que ces utilisateurs puissent ignorer l'outil Create Runoff Raster<\/STRONG>, ils peuvent toujours exploiter pleinement Create Streams with Flow Threshold<\/STRONG> pour générer des réseaux hydrographiques. En découplant les outils, le flux de travail prend en charge une gamme plus large de données hydrologiques au-delà de TerraClimate.<\/P> <\/P>Conclusion<\/FONT><\/H2>Définir un seuil d'accumulation de flux pour la délimitation du réseau hydrographique a longtemps été un défi pour les praticiens SIG hydrologiques. Les seuils traditionnels arbitraires basés sur le nombre de cellules échouent souvent dans des paysages avec des climats, terrains et hydrologies variés. En exploitant Create Runoff Raster<\/STRONG> et Create Streams with Flow Threshold<\/STRONG>, les analystes disposent désormais d'une méthode objective et basée sur les données pour l'initiation des cours d'eau, ancrée dans des mesures réelles de ruissellement et de flux.<\/P>Cette approche basée sur le flux améliore la cohérence, la transparence et la reproductibilité des réseaux dérivés, que vous travailliez dans des bassins alpins escarpés ou des plaines inondables à faible relief. À mesure que la modélisation hydrologique évolue, intégrer des données du monde réel dans les flux SIG sera essentiel. Ces outils ArcHydro aident à combler cet écart, permettant des réseaux hydrographiques qui représentent plus fidèlement les processus paysagers. Nous encourageons les professionnels SIG, chercheurs et gestionnaires de ressources à explorer cette méthodologie et à partager leurs retours pour affiner et étendre son utilité.<\/P> <\/P>Notes supplémentaires<\/FONT><\/H2>Exigences logicielles : Les deux outils utilisent des fonctions des extensions ArcGIS Spatial Analyst et ArcGIS Image Analyst ; assurez-vous de disposer de licences valides.<\/P>
