고해상도 LiDAR DEM에서 정확한 배수 네트워크 (및 집수구)를 생성하는 방법론?

내가이 문제를 우연히 발견 한 것은 이번이 처음이 아닙니다. 전체 배수 (1m 셀) LiDAR 데이터에서 올바른 배수 네트워크 모델과 결과물을 생성 할 수없는 것 같습니다.

LiDAR 데이터 세트를 일반화하고 정수 DEM 및 채우기 싱크로 변환하면 모든 것이 좋으며 매우 일반화 된 모델로 보이는 것을 쉽게 만들 수 있습니다. 그러나 대규모지도에 대한 자세한 사이트 모델을 만들고 싶습니다. 이곳에서 문제가 발생합니다.

나는 대부분의 문제가 더 평평한 지역에서 발생한다는 것을 지적해야한다.

배수 네트워크가 지형을 정확하게 따르기를 원하지만 정수 DEM 입력 에서 배수 네트워크를 만들 때 발생하는 스트림은 매우 일반적이며 자주 연결되지 않아야하는 영역에서 "분리"됩니다. 개울은 지형의 자연 능선을 밀접하게 따르지 않습니다. "고아"또는 "아무데도"세그먼트가 많이 있습니다. 내가 사용하는 경우 부동 소수점 DEM 입력 , 결과 배수 네트워크는 상세하고 정확하지만, 아주, 연결 클러스터와 고아 스트림을 "산재"입니다.

내 문제가 데이터 준비 어딘가에 있다고 생각합니다. 정수 대 부동 소수점 래스터 DEM 입력, 싱크가 올바르게 채워지는 등. 또는 어떻게하면 먼저 "수 문학적으로 올바른"입력 DEM을 생성하기 위해 표면 데이터를 처리해야합니까?

고해상도 LiDAR을 사용하여 연속 배수 네트워크 및 집수구를 작성하는 올바른 방법을 설명 할 수 있습니까?

정수 DEM 입력에서 모델을 만드는 데 더 성공했습니다. 그러나 자세한 대규모 분석에는 적합하지 않습니다.

첫 번째 첨부 이미지는 정수 DEM 입력에서 생성 된 모델입니다. 몇 가지 명백한 문제 영역이 있습니다. 실제로 주 배수 채널로 보이는 곳에 스트림이 있습니다. 매우 일반적인 버전의 스트림을 추가했습니다.

편집 : 이미 언급했듯이 정수 DEM 입력에서 모델을 만드는 데 더 많은 성공을 거두었습니다. 다음 화면 캡처는 그 이유를 보여줍니다. 정수 DEM 입력은 위에서 볼 수있는 바와 같이 많은 문제를 가지고 있지만, 지형 특성에 맞지 않더라도 여전히 연결이 끊긴 배수 네트워크를 생성합니다. 부동 소수점 DEM 입력을 사용하여 바로 아래 이미지에서 볼 수 있듯이 작은 고아 세그먼트로 가득한 매우 분리되고 클러스터 된 네트워크가 생성됩니다.

부동 소수점 DEM에서 생성 된 유량 누적 래스터

정수 DEM으로 생성 된 Flow Accumulation 래스터

제가 공제 할 수있는 한, 두 방법 모두 극적으로 다른 결과를 산출하며, 두 방법 모두 상세 모델에는 사용할 수 없습니다.

편집 : 나는이 게시물을 더 길고 길게 만드는 것에 대해 사과드립니다 (아마도 영어로 명확하게 표현하지 않을 것입니다) 부동 소수점 DEM을 입력에 사용하는 문제를 추가로 설명하기 위해 결과 Stream Link 출력과 결과 유역을 첨부합니다. 내가 기대하는 것은 연속 스트림 네트워크와 모든 영역이 서로 흘러 들어가는 분지로 덮여 있습니다.

부동 소수점 입력 DEM에서 생성 된 스트림 링크 :

부동 소수점 입력 DEM에서 생성 된 유역 유역 :

정수 DEM 입력을 사용하여 유역의 전체 흐름 방향이 변경되는 예 (가까운 영역, 동일한 데이터)는 다음과 같습니다. 빨간색 화살표는 모델의 흐름 방향이고 파란색 화살표는 실제 흐름의 방향을 나타냅니다. . (파란색 선-실제 스트림, 빨간색 네트워크는 LiDAR 파생 스트림 네트워크 Strahler 주문)

데이터 링크 : https://www.yousendit.com/download/MEtSOGNVNXZvQnRFQlE9PQ(2011 년 5 월 13 일 만료)

GRASS GIS 분석을 사용해 보셨습니까? GRASS 알고리즘이 수 문학 분석에 매우 적합하다는 기대감을 가지고 있습니다. 예를 들어, 해상도 5x5m의 DTM에서 배수 네트워크와 같은 것을 생성하고 싶습니다. ArcMap (ArcHydro Tools 포함)의 도구를 비교했으며 첫 번째 그림 (빨간 선)에서 결과를 볼 수 있습니다. 그런 다음 GRASS GIS 기능 'r.stream.extract'를 사용하려고했는데 그림 2 (빨간 선)에 결과가 표시되었습니다. 두 배수 라인 모두 3 헥타르의 카테 멘트 영역으로 생성됩니다.

그것은 실제로 다르며 실제 스트림과 비교하여 꽤 정확성이 있습니다 (그림 3, 실제 스트림은 파란색입니다). GRASS GIS에는 많은 수 문학적 도구가 있습니다.

수 문학적으로 올바른 고도 모델 (배수 강제, ANUDEM 이라고도 함)을 생성하는 것과 관련하여 제 지식으로는 최고의 품종입니다. 캐나다 국가 별 고도 데이터 세트 (CDED, 아이런 식으로 정수 미터로 저장 됨) 를 생성하는 데 사용되는 프로그램 입니다. 또한 ArcGIS 의 TopoToRaster 도구는 후드 아래에서 Anudem을 사용합니다 (현재 개정 또는 3 배).

USGS는 AverStar의 미국 모델 Delta3D에 대해 다른 프로그램을 사용했지만 10 년 전에 문의했을 때이 프로그램은 맞춤형 프로그램이었으며 기성품으로 사용할 수 없었습니다 (100k 정도는 우리의 요구에 맞게 조정했지만) ).

배수 강제 입면 모델을 생성하기위한 다른 도구는 알지 못하지만 그에 대해 듣고 싶습니다.

대학으로 돌아가서 나는 이것을 아주 잘한 프로젝트에서 일했다. 나는 수 문학자가 아니고 프로젝트를 마치지 않았지만 (점검), 이것을 확인하고 싶을 수도 있습니다.

TauDEM 5.0

내가 기억하는 것에서 그것은 꽤 잘 작동했습니다. 무료 도구이며 필요한 것일 수도 있습니다.

편집 : 질문을보다 신중하게 읽은 후에는 이것이 정확히 필요한 도구라고 생각합니다. 설명에 따라 단절이 없으며 모든 흐름이 다운 스트림으로 계속됩니다 (예 : 고아 스트림 없음). 대부분의 DEM은 N, E, S, W 및 NE, SE, SW, NW의 가능한 방향으로 만 흐름 방향을 계산합니다. 이것은 부 자연스러운 흐름을 초래합니다. TauDEM의 무게 방향은 360 도입니다. 더 자연스러운 흐름을 가질 것이고 더 정확한 흐름을 가정합니다.

또한 코어가 여러 개인 경우이를 사용합니다. TauDEM은 고해상도 LiDAR을 사용하여 필요한 것을 신속하게 처리해야합니다.

기부 해 주셔서 감사합니다. 전 해상도의 LiDAR 표면이 이러한 유형의 분석에 적합하지 않다는 결론을 내 렸습니다.

정수 또는 부동 소수점 사용에 대한 질문에 특히 : 정수는 속도, 저장에 가장 적합하며 반올림 오류로 인해 어떤 종류의 드리프트를 피합니다. 그러나 정수를 사용할 때 Z (고도) 값에 미터를 사용하지 마십시오! 세로 단위를 센티미터 또는 밀리미터로 변경하거나 미터로 유지하고 동일한 효과를 갖는 값을 100 또는 1000으로 곱합니다. 이것이 가능하지 않으면 부동 소수점을 사용하십시오.

경사 및 종횡비 분석 및 기타 2 차 및 3 차 미분은 미터 기반 정수 고도의 조도에 특히 민감합니다. 실제로 나쁜 연습이지만 표준 연습이기도합니다.

참조 지형 분석 : 원리와 응용 프로그램 특정 섹션에서 (존 피터 윌슨 & 존 C. 호협) 2.7.2 고도 단위 및 수직 정밀도 및 디지털 고도 모델의 지형 학적 특성 ( 조 우드 ), "정수 반올림"를 검색합니다. 이 두 문서는 모두 무겁습니다. ANUDEM 소프트웨어를 사용하여 호주 최초의 대륙 별 고도 모델 (2000 년경)을 구축하는 문서에서 문제에 대한 간결하고 이해하기 쉬운 설명을 통해 문제를 처음 알게 되었지만 지금은 찾을 수 없습니다.

이것이 도움이 될지 모르지만 나는 1cm LIDAR DEM을 위해 하이드로 네트워크에 다시 블로그 게시물을 썼습니다. 너겟 몇 개가 있겠지

http://www.thadwester.com/1/post/2011/03/hydrologic-networks.html

여기에 대해 더 생각할 것이 있다고 생각했습니다. 유역 분지 묘사 프로세스가 작동하는지 여부를 묻습니다. 수동으로 편집 한 모델이 있으며 계속 잘못된 영역을 찾아오고 있습니다. ArcGIS 컴퓨터 생성 모델에 전혀 의존 할 수 없다고 생각합니다.