地形解析の重要性
地形の特性を定量化することは、堆積物輸送モデリング、生態学的研究、地形学的な地形評価、土砂災害リスク評価など、多くの解析ワークフローで有益です。地形解析を支援するために、Arc HydroはTerrain Ruggedness Index (TRI) ツールとVector Ruggedness Measure (VRM) ツールを地形前処理機能に追加しています。
TRIとVRMが地形解析に貢献する方法
Terrain Ruggedness Index:
TRIはDEMの隣接セル間の標高差の量を表します。Rileyら(1999)によって開発され、「A Terrain ruggedness Index That Quantifies Topographic heterogeneity」という論文で発表された手法を用いて、このツールは中心セルとその周囲8セルの標高値の差を測定します。次に、その8つの標高差を二乗して平均し、その平均値の平方根が中心セルのTRI測定値となります。この計算はDEMのすべてのセルで実行されます。
Vector Ruggedness Measure:
VRMは、近傍内のグリッドセルの三次元方向性の変動として地形の起伏を測定する方法を提供します。傾斜と方位が単一の指標にまとめられ、地形の起伏を単なる傾斜や標高から切り離して評価できます。VRMは最初にHobson(1972)による「Surface roughness in topography: quantitative approach」で提案され、その後Sappingtonら(2007)による「Quantifying landscape ruggedness for animal habitat analysis: A case study using bighorn sheep in the Mojave Desert.」で適応されました。
両ツールスクリプトはカリフォルニア大学サンタクルーズ校のBarry Nickel博士によって開発されたジオプロセシングワークフローを使用しています。
TRIとVRMの入手場所
多くの生態学者や地質学者が研究や地形理解を深めるためにTRIとVRMを利用しています。このツールリリース以前は、解析者は一連のジオプロセシングステップでTRIとVRMを導出するか、自作ツールを書く必要がありました。現在、両ツールはArcMap 10.8.0.37およびArcGIS Pro内Arc Hydroビルド2.6.26のTerrain Preprocessingツールボックスで利用可能です。将来のArc Hydroリリースでもこれらツールがサポートされます。


ツールの使い方
TRIツールは入力としてDEMのみを必要とします。出力は隣接セル間の標高差をメートル単位で表すTRIラスターデータセットです。出力値は入力DEM解像度に依存します。

VRMツールには2つの入力パラメータがあります。1つは解析用DEM、もう1つは解析用近傍サイズを指定する整数です。大きなウィンドウサイズは有用ですが、多くの場合景観が平滑化されるため、デフォルトではウィンドウサイズは3に設定されています。出力は0(平坦)から1(最も起伏が激しい)の無次元起伏値であるVRMラスターデータセットです。自然地形では典型的な値は0から0.5までであり、起伏がある景観は0.02より大きいと定義されます。
