ArcGIS Desktop에서 지형 강도 지수를 계산합니까?

누구든지 명령 행 ArcInfo Workstation에 액세스하지 않고 ArcGIS Desktop에서 Topographic Ruggedness Index 를 계산하는 방법을 알고 있습니까?

"TRIP (topographic ruggedness index)는 Riley 등 (1999)이 디지털 표고 그리드의 인접 셀 사이의 표고 차이를 표현하기 위해 개발 한 측정입니다.이 프로세스는 기본적으로 중앙 셀로부터 표고 값의 차이를 계산합니다. 그런 다음 8 개의 셀을 즉시 둘러싸고 있습니다. 각 8 개의 고도 차이 값을 제곱하여 모두 양수로 만들고 평균을 제곱합니다. 토포 견고성 지수는이 평균의 제곱근을 취하여 도출되며 평균 고도 변화에 해당합니다. 그리드의 어느 지점과 그 주변 영역 사이에 있습니다. " -Jeffrey Evans 의 aml arcscript 에서

무료 gdal 소프트웨어를 사용하는 것이 매우 쉽습니다 : http://www.gdal.org/gdaldem.html

gdaldem TRI input_dem output_TRI_map

또는 saga gis에서 선호하는 경우 : http://www.saga-gis.org/saga_modules_doc/ta_morphometry/ta_morphometry_16.html

약간의 대수를하자.

x를 중앙 제곱의 값이라고합시다. x_i, i = 1, .., 8이 인접 제곱의 값을 인덱싱하도록합니다. r을 지형 견고성 지수라고합시다. 이 레시피는 r ^ 2가 (x_i-x) ^ 2의 합과 같다고 말합니다. 우리가 쉽게 계산할 수있는 두 가지 것은 (i) 이웃에있는 값의 합으로 s = Sum {x_i} + x; 및 (ii) t = Sum {x_i ^ 2} + x ^ 2와 같은 값의 제곱의 합. (이것은 원래 그리드와 사각형에 대한 초점 통계입니다.)

사각형을 확장하면

r ^ 2 = 합 {(x_i-x) ^ 2}

= 합 {x_i ^ 2 + x ^ 2-2 * x * x_i}

= 합 {x_i ^ 2} + 8 * x ^ 2-2 * x * Sum {x_i}

= [Sum {x_i ^ 2} + x ^ 2] + 7 * x ^ 2-2 * x * [Sum {x_i} + x-x]

= t + 7 * x ^ 2-2 * x * [Sum {x_i} + x] + 2 * x ^ 2

= t + 9 * x ^ 2-2 * x * s 입니다.

예를 들어, 이웃을 고려하십시오

1 2 3
4 5 6
7 8 9

여기서 x = 5, s = 1 + 2 + ... + 9 = 45, t = 1 + 4 + 9 + ... + 81 = 285입니다.

(1-5) ^ 2 + (2-5) ^ 2 + ... + (9-5) ^ 2 = 16 + 9 + 4 + 1 + 1 + 4 + 9 + 16 = 60 = r ^ 2

대수적 동등성은

60 = r ^ 2 = 285 + 9 * 5 ^ 2 -2 * 5 * 45 = 285 + 225-450 = 60, 확인합니다.

따라서 워크 플로우 는 다음과 같습니다.

DEM이 주어졌습니다.

• 계산 s = [DEM]의 초점 합계 (3 x 3 평방 이상).

• 계산 DEM2 = [DEM] * [DEM].

• 계산 t = [DEM2]의 초점 합계 (3 x 3 평방 이상).

• 계산 r2 = [t] + 9 * [DEM2]-2 * [DEM] * [s].

r = Sqrt ([r2])를 반환합니다 .

이것은 toto 의 9 개의 그리드 작업 으로 구성되며 모두 빠릅니다. 래스터 계산기 (ArcGIS 9.3 이하), 명령 줄 (모든 버전) 및 모델 빌더 (모든 버전)에서 쉽게 수행됩니다.

BTW, 이것은 "평균 고도 변화"가 아닙니다 (고도 변화가 양수와 음수 일 수 있기 때문에) : 그것은 평균 제곱 고도 변화입니다. 이되어 있지 에 기재된 "토포 위치 인덱스"동일 http://arcscripts.esri.com/details.asp?dbid=14156 (S - - X) / X 8과 동일 (설명서를 따름). 위의 예에서 TPI는 5-(45-5) / 8 = 0 인 반면 TRI는 Sqrt (60)입니다.

Riley et al. (1999) TRI는 합한 제곱 편차의 제곱근입니다. 이것은 스케일되지 않은 분산에 매우 가깝습니다. Riley 's TRI를 구현하려면 @whuber가 설명한 방법론을 따르십시오 (@ user3338736에서 제공 한 방법론은 창에서 메트릭을 최대 값으로 일반화하고 셀 변형으로 셀을 나타내지 않음).

Geomorphometry & Gradient Metrics ArcGIS Toolbox 에서 지정된 창의 분산 인 TRI의 변형이 있습니다. 나는 이것이 더 유연하고 정당하다고 생각한다. 또한 거칠기와 해부를 포함한 다른 표면 구성 메트릭이 있습니다.

-편집 : 아래 정보가 잘못되었습니다. 올바른 프로세스를 설명하는 whuber의 게시물을 참조하십시오 .....

TRI (Riley 1999)와 TPI (Jenness 2002)는 비슷하지만 다릅니다.

ArcGIS 10.x를 사용하여 TRI 및 TPI를 계산하려면 ...

1 단계 : Focal Statistics 도구를 사용하여 DEM에서 2 개의 새로운 래스터 데이터 세트를 만듭니다.

래스터 1 "MAX") 이웃 : 사각형, 높이 : 3, 너비 : 3, 단위 : 셀, 통계 유형 : 최대

래스터 2 "MIN") 이웃 : 사각형, 높이 : 3, 너비 : 3, 단위 : 셀, 통계 유형 : 최소

2 단계 : 래스터 계산기를 사용하여 방금 생성 한 2 개의 래스터 데이터 세트에서 다음 기능을 수행합니다.

TRI의 경우 : SquareRoot (Abs ((Square ( "% MAX %")-Square ( "% MIN %"))))

TPI의 경우 : ( "% Input DEM %"- "% MIN %") / ( "% MAX %"- "% MIN %")

다음은 TRI 용으로 빌드 한 모델에서 내 보낸 샘플 Python 코드입니다 ....

# -*- coding: utf-8 -*-
# ---------------------------------------------------------------------------
# script.py
# Created on: 2014-03-06 08:56:13.00000
#   (generated by ArcGIS/ModelBuilder)
# Usage: script <Input_raster> <TRI_Raster> 
# Description: 
# ---------------------------------------------------------------------------

# Import arcpy module
import arcpy

# Check out any necessary licenses
arcpy.CheckOutExtension("spatial")

# Script arguments
Input_raster = arcpy.GetParameterAsText(0)

TRI_Raster = arcpy.GetParameterAsText(1)
if TRI_Raster == '#' or not TRI_Raster:
    TRI_Raster = "C:\\Users\\Documents\\ArcGIS\\Default.gdb\\rastercalc1" # provide a default value if unspecified

# Local variables:
MIN = Input_raster
MAX = Input_raster

# Process: 3x3Max
arcpy.gp.FocalStatistics_sa(Input_raster, MAX, "Rectangle 3 3 CELL", "MAXIMUM", "DATA")

# Process: 3x3Min
arcpy.gp.FocalStatistics_sa(Input_raster, MIN, "Rectangle 3 3 CELL", "MINIMUM", "DATA")

# Process: Raster Calculator
arcpy.gp.RasterCalculator_sa("SquareRoot(Abs((Square(\"%MAX%\") - Square(\"%MIN%\"))))", TRI_Raster)

이것은 최근에 프로젝트 중 하나에 사용한 프로세스 인 Topographic Position Index와 매우 흡사합니다. ESRI 지원 페이지 에는 ArcScript 가 있고 ESRI 리소스 센터 페이지 에는 지형 도구 상자 가 있으며 Jenness Enterprises 페이지 에는 프로세스에 대한 자세한 정보가 있습니다.