155GIS2 / 6. cvičení: Porovnání verzí

Z GeoWikiCZ
Bez shrnutí editace
 
(Není zobrazeno 11 mezilehlých verzí od 2 dalších uživatelů.)
Řádek 1: Řádek 1:
{{GIS}}
{{GIS}}
{{Cvičení|155GIS2|5|Hydrologické analýzy}}
{{Cvičení|155GIS2|6|Hydrologické analýzy}}


== Základní pojmy ==
== Základní pojmy ==


* [http://en.wikipedia.org/wiki/GIS_and_Hydrology GIS and Hydrology] From Wikipedia, the free encyclopedia
* [http://en.wikipedia.org/wiki/GIS_and_Hydrology GIS and Hydrology] From Wikipedia, the free encyclopedia
* [http://courses.ncsu.edu/mea592a/common/GIS_anal_lecture/GIS_Anal_Lflow.ppt Geomorphometry V: Flow routing, watershed analysis] by Helena Mitášová
* [https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&ved=2ahUKEwikrsPr5JToAhVO-6QKHV6XB3wQFjADegQIARAB&url=http%3A%2F%2Ffatra.cnr.ncsu.edu%2Fgeospatial-modeling-course%2Fslides%2FGIS_Anal_Lflow.ppt&usg=AOvVaw1I5m7i1BSJzwEYYvw0Smtt Geomorphometry V: Flow routing, watershed analysis] by Helena Mitášová
* [http://mapserver.mendelu.cz/sites/default/files/data/skripta/ArcGIS/ArcGIS_cviceni_7.pdf Cvičení 7. - Topografické a hydrologické modelování]


== Poznámky k systému ArcGIS ==
== Poznámky k systému ArcGIS ==
Specializované nástroje: [http://hydrology.usu.edu/taudem/taudem5/index.html TauDEM] {{bullet}} [http://www.spatialecology.com/htools/riversampleextr.php RiverTools]


* Spatial Analyst {{bullet}} Hydrology {{bullet}} Fill
* Spatial Analyst {{bullet}} Hydrology {{bullet}} Fill
Řádek 27: Řádek 24:
=== Odkazy ===
=== Odkazy ===


* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z00000061000000.htm How Fill works]
* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/how-fill-works.htm How Fill works]
** Odstranění bezodtokových depresí. Nástroj identifikuje místa, ze kterých neodtéká voda, a tato místa vyplní (přepočítá výšku jejich dna tak, aby byla ve výšce, při které z místa odtéká voda).  
** Odstranění bezodtokových depresí. Nástroj identifikuje místa, ze kterých neodtéká voda, a tato místa vyplní (přepočítá výšku jejich dna tak, aby byla ve výšce, při které z místa odtéká voda).  


* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z00000052000000.htm Flow Direction]
* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/flow-direction.htm Flow Direction]
** Výpočet směru odtoku. Algoritmy, které jsou pro tento účel k dispozici, mohou mít dvě základní varianty, neboť předpokládají 4 (stranová souvislost pixelů) nebo 8 možností odtoku (stranová a diagonální souvislost pixelů). Současně dostupné systémy prakticky vždy uvažují 8 směrů odtoku a to zejména v souvislosti s orientací ke světovým stranám.
** Výpočet směru odtoku. Algoritmy, které jsou pro tento účel k dispozici, mohou mít dvě základní varianty, neboť předpokládají 4 (stranová souvislost pixelů) nebo 8 možností odtoku (stranová a diagonální souvislost pixelů). Současně dostupné systémy prakticky vždy uvažují 8 směrů odtoku a to zejména v souvislosti s orientací ke světovým stranám.


* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z00000051000000.htm Flow Accumulation]
* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/flow-accumulation.htm Flow Accumulation]
** Akumulovaný odtok. V přírodě dochází k tomu, že malé množství vody stéká po ploše terénu a ne v odvodňovacích stružkách. Je proto vhodné nastavit parametry modelování tak, aby se voda při svém odtoku akumulovala a aby vlastní kanalizační etapa začala teprve tehdy, dosáhne-li se určité hraniční hodnoty.
** Akumulovaný odtok. V přírodě dochází k tomu, že malé množství vody stéká po ploše terénu a ne v odvodňovacích stružkách. Je proto vhodné nastavit parametry modelování tak, aby se voda při svém odtoku akumulovala a aby vlastní kanalizační etapa začala teprve tehdy, dosáhne-li se určité hraniční hodnoty.


* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z00000053000000.htm Flow length]
* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/flow-length.htm Flow length]
** Výpočet délky odtoku.
** Výpočet délky odtoku.


* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z0000004z000000.htm Basin]
* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/basin.htm Basin]
* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z00000059000000.htm Watershed]
* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/watershed.htm Watershed]
** Výpočet povodí. Povodí je možno definovat jako atribut každého bodu DMT, který identifikuje území ležící v oblasti s přítokem do tohoto bodu. Hranice povodí lze zjistit pomocí různých algoritmů provázaných s odtokovými charakteristikami (směr odtoku a akumulovaný odtok).
** Výpočet povodí. Povodí je možno definovat jako atribut každého bodu DMT, který identifikuje území ležící v oblasti s přítokem do tohoto bodu. Hranice povodí lze zjistit pomocí různých algoritmů provázaných s odtokovými charakteristikami (směr odtoku a akumulovaný odtok).


* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z00000056000000.htm Stream Link]
* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/stream-link.htm Stream Link]
* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z00000057000000.htm Stream Order]
* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/stream-order.htm Stream Order]
* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z00000058000000.htm Stream To Feature]
* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/stream-to-feature.htm Stream To Feature]
** Odvodňovací síť.
** Odvodňovací síť.


== Poznámky k systému GRASS ==
* Specializované nástroje: [http://hydrology.usu.edu/taudem/taudem5/index.html TauDEM] {{bullet}} [http://www.spatialecology.com/htools/riversampleextr.php RiverTools]
 
{{fig|Gis2-cv6-u2-streams-cmp|Modelování Milešovského potoka v systému GRASS|size=400}}
 
Návod na řešení úloh z tohoto cvičení '''{{freegis|GRASS GIS / Tutoriál / GIS 2 / 6. cvičení|zde}}'''.


== Úlohy ==
== Úlohy ==
Řádek 60: Řádek 53:
{{GISUloha|1|Jaká je délka (v metrech) Milešovského potoka určená z dat ArcČR500?|VodniToky|13 637m}}
{{GISUloha|1|Jaká je délka (v metrech) Milešovského potoka určená z dat ArcČR500?|VodniToky|13 637m}}


{{GISUloha|2|Jaká je délka Milešovského potoka vypočteného z hydrologické modelace (potok musí mít akumulovaný odtok nad 500 jednotek, výpočetní region nastavte podle polygonu Ústeckého kraje. Jaký je rozdíl délky modelovaného potoka v porovnání s daty ArcČR500|DigitalniModelReliefu, KrajePolygony|11 085m, 2 552m }}
{{GISUloha|2|Jaká je délka Milešovského potoka vypočteného z hydrologické modelace (potok musí mít akumulovaný odtok nad 500 jednotek, výpočetní region nastavte podle polygonu Ústeckého kraje)? Jaký je rozdíl délky modelovaného potoka v porovnání s daty ArcČR500|DigitalniModelReliefu, KrajePolygony|11 085m, 2 552m }}


: → Fill, Flow direction, Flow accumulation, Raster Calculator, Stream To Feature
: → Fill, Flow direction, Flow accumulation, Raster Calculator, Stream To Feature
Řádek 72: Řádek 65:
: → Basin
: → Basin


{{GISUloha|5|Jak velká je plocha povodí Milešovského potoka|DigitalniModelReliefu, VodniToky|2 126ha}}
{{GISUloha|5|Jak velká je plocha povodí Milešovského potoka|DigitalniModelReliefu, VodniToky|2 858ha}}


: → Stream Link, Watershed
: → Stream Link, Watershed
Řádek 80: Řádek 73:
: → Stream Order, Stream To Feature
: → Stream Order, Stream To Feature


{{GISUloha|7|Jakou délku (v km na 1 des. místo) mají modelované toky (akumulovaný odkok > 250) na území Moravskoslezského kraje? Před výpočtem upravte DMT na hydrologicky korektní DMT.|KrajePolygony (AC), DigitalniModelReliefu|2 360 km}}
{{GISUloha|7|Jakou délku (v km na 1 des. místo) mají modelované toky (akumulovaný odkok > 250) na území Moravskoslezského kraje (před výpočtem upravte DMT na hydrologicky korektní DMT)|KrajePolygony (AC), DigitalniModelReliefu|2 360 km}}





Aktuální verze z 6. 4. 2020, 16:30

Hydrologické analýzy

Základní pojmy

Poznámky k systému ArcGIS

  • Spatial Analyst • Hydrology • Fill
  • Spatial Analyst • Hydrology • Flow Direction
  • Spatial Analyst • Hydrology • Flow Accumulation
  • Spatial Analyst • Map Algebra • Raster Calculator
  • Spatial Analyst • Hydrology • Stream To Feature
  • Spatial Analyst • Hydrology • Flow Length
  • 3D Analyst • Functional Surface • Add Surface Information
  • Spatial Analyst • Hydrology • Stream Link
  • Spatial Analyst • Hydrology • Watershed
  • Spatial Analyst • Hydrology • Stream Order
Modelování Milešovského potoka v systému ArcGIS

Odkazy

  • How Fill works
    • Odstranění bezodtokových depresí. Nástroj identifikuje místa, ze kterých neodtéká voda, a tato místa vyplní (přepočítá výšku jejich dna tak, aby byla ve výšce, při které z místa odtéká voda).
  • Flow Direction
    • Výpočet směru odtoku. Algoritmy, které jsou pro tento účel k dispozici, mohou mít dvě základní varianty, neboť předpokládají 4 (stranová souvislost pixelů) nebo 8 možností odtoku (stranová a diagonální souvislost pixelů). Současně dostupné systémy prakticky vždy uvažují 8 směrů odtoku a to zejména v souvislosti s orientací ke světovým stranám.
  • Flow Accumulation
    • Akumulovaný odtok. V přírodě dochází k tomu, že malé množství vody stéká po ploše terénu a ne v odvodňovacích stružkách. Je proto vhodné nastavit parametry modelování tak, aby se voda při svém odtoku akumulovala a aby vlastní kanalizační etapa začala teprve tehdy, dosáhne-li se určité hraniční hodnoty.
  • Basin
  • Watershed
    • Výpočet povodí. Povodí je možno definovat jako atribut každého bodu DMT, který identifikuje území ležící v oblasti s přítokem do tohoto bodu. Hranice povodí lze zjistit pomocí různých algoritmů provázaných s odtokovými charakteristikami (směr odtoku a akumulovaný odtok).

Úlohy

V následujících úlohách budeme, pokud nebude uvedeno jinak, používat data z datové sady ArcCR500. Tato datová sada je poskytovaná firmou ArcData zdarma.

V učebně B-870 jdou data nainstalována v adresáři

S:\K155\Public\data\ArcGIS\ArcCR500 3.3

Přístupová práva k tomu adresáři jsou omezena pouze na čtení! Nelze tedy datové vrstvy z ArcCR500 upravovat (včetně např. vytváření pyramid).

1.

Jaká je délka (v metrech) Milešovského potoka určená z dat ArcČR500??
Datové vrstvy: VodniToky
Výsledek: 13 637m

2.

Jaká je délka Milešovského potoka vypočteného z hydrologické modelace (potok musí mít akumulovaný odtok nad 500 jednotek, výpočetní region nastavte podle polygonu Ústeckého kraje)? Jaký je rozdíl délky modelovaného potoka v porovnání s daty ArcČR500?
Datové vrstvy: DigitalniModelReliefu, KrajePolygony
Výsledek: 11 085m, 2 552m
→ Fill, Flow direction, Flow accumulation, Raster Calculator, Stream To Feature

3.

Jak dlouhou trasu (v km) musí urazit kapka deště, která dopadne poblíž vrcholu Milešovky [S-JTSK: 986668, 770118], aby odtekla ze zájmového území Ústeckého kraje?
Datové vrstvy: DigitalniModelReliefu, milesovka
Výsledek: 64km
→ Flow Length, Add Surface Information

4.

Jak velká je plocha odtoku (povodí) zajišťovaná Milešovským potokem?
Datové vrstvy: DigitalniModelReliefu, VodniToky
Výsledek: 669 084ha
→ Basin

5.

Jak velká je plocha povodí Milešovského potoka?
Datové vrstvy: DigitalniModelReliefu, VodniToky
Výsledek: 2 858ha
→ Stream Link, Watershed

6.

Jaká je celková délka (v km) modelovaných toků na území okresu Litoměřice, které mají pořadí podle Strahlera 1 (tj. nemají přítoky)?
Datové vrstvy: DigitalniModelReliefu, OkresyPolygony
Výsledek: 157km
→ Stream Order, Stream To Feature

7.

Jakou délku (v km na 1 des. místo) mají modelované toky (akumulovaný odkok > 250) na území Moravskoslezského kraje (před výpočtem upravte DMT na hydrologicky korektní DMT)?
Datové vrstvy: KrajePolygony (AC), DigitalniModelReliefu
Výsledek: 2 360 km



Další úlohy najdete v cvičení k předmětu 153GIS2.