Erstellen eines DEMs ohne Senken

Die bevorzugte Eingabe für den Fließrichtungs-Prozess ist ein digitales Höhenmodell (DEM) ohne Senken. Wenn Senken vorkommen, kann dies zu einem fehlerhaften Fließrichtungs-Raster führen. In einigen Fällen können die Daten identifizierte Senken enthalten. Deswegen ist es wichtig, die Morphologie der Fläche gut genug zu kennen, um zu wissen, welche Features wirklich Senken in der Erdoberfläche sind, und bei welchen Features es sich nur um Fehler in den Daten handelt.

Identifizieren von Senken

Senken können mit dem Werkzeug Sink aufgefunden werden. Dieses Werkzeug erfordert ein Richtungs-Raster, das mit dem Werkzeug Flow Direction erstellt wurde. Das Ergebnis ist ein Raster, das alle vorhandenen Senken in den Daten identifiziert. Abhängig von den Ergebnissen können Sie die Senken füllen oder mithilfe der Ausgabe die Füllgrenze ermitteln. Senken können mit dem Werkzeug Füllung gefüllt werden. Im Abschnitt "Feststellen der Senkentiefe" (weiter unten in diesem Thema) finden Sie Informationen dazu, wie Sie mithilfe der Ausgabe des Werkzeugs Sink die Füllgrenze ermitteln können.

Profilansicht einer Senke

Füllen von Senken

Das Werkzeug Füllung verwendet eine Vielzahl von ArcGIS Spatial Analyst-Werkzeugen, u. a. verschiedene, weiter oben beschriebene Werkzeuge für die hydrologische Analyse, um ein DEM ohne Senken zu erstellen. Dieses Werkzeug erfordert eine Eingabeoberfläche, eine Füllgrenze und ein Ausgabe-Raster. Wenn eine Senke gefüllt wird, wird sie bis zum Fließpunkt gefüllt, der minimalen Höhe entlang der Grenze des Wassereinzugsgebiets.

Beim Erstellen eines DEMs ohne Senken ist das Identifizieren und Entfernen von Senken ein iterativer Prozess. Beim Füllen einer Senke können an den Grenzen der gefüllten Fläche möglicherweise neue Senken entstehen, die dann auch gefüllt werden müssen. Bei einem großen DEM oder einem DEM mit vielen Senken kann dieser Vorgang mehrere Minuten oder auch mehrere Stunden dauern.

Feststellen der Senkentiefe

Es ist nützlich, die Tiefe einer Senke oder Gruppe von Senken zu kennen. Mit diesen Informationen kann Folgendes festgestellt werden: die geeignete Z-Beschränkung für das Werkzeug Füllung, welcher Typ von Fehlern in den Daten vorhanden ist und ob es sich bei den Senken um identifizierte morphologische Features handelt. Die folgenden Schritte skizzieren den allgemeinen Prozess zum Ermitteln der Senkentiefe:

1. Erstellen Sie ein Raster von Senken mit Werten, die die Tiefe angeben, indem Sie das Werkzeug Sink ausführen, um im Raster Senken zu ermitteln.
2. Verwenden Sie das Werkzeug Watershed, um mithilfe der Fließrichtung aus dem Höhen-Raster ein Raster der anteiligen Fläche für jede Senke zu erstellen, wobei die Ausgabe des Werkzeugs "Sink" als Eingabe für Fließpunkte verwendet wird.
3. Verwenden Sie in Python mit Map Algebra das Werkzeug Zonal Statistics mit der Option "Minimum", um ein Raster der minimalen Höhe im Wassereinzugsgebiet jeder Senke zu erstellen:

    sink_min = ZonalStatistics(sink_areas, "Value", elev_ras, "Minimum")

   Die Eingabe sink_areas ist die Ausgabe des Werkzeugs Watershed.
4. Erstellen Sie mit dem Werkzeug Zonal Fill ein Raster, das die niedrigste Höhe entlang der Grenze jedes Wassereinzugsgebiets enthält (dies entspricht der Höhe, bei der der Abfluss aus dem Becken stattfindet, wenn es bis zum Rand gefüllt ist):

    sink_max = ZonalFill(sink_areas, elev_ras)

5. Verwenden Sie das Werkzeug Minus, um den Minimalwert vom Maximalwert zu subtrahieren, um die Tiefe erneut zu ermitteln:

    sink_depth = Minus(sink_max, sink_min)

Die oben erwähnte Sequenz kann auch mit den Geoverarbeitungswerkzeugen Sink, Watershed, Zonal Statistics, Zonal Fill und Minus durchgeführt werden.