L'indice di umidità topografica può essere espresso come
Ln(a/tanB) based on the idea of Beven and Kirkby (1979)
dove
a is the specific catchment area (a=A/L, catchment area (A)divided by contour length(L))
e
tanB is the slope
L'idea di base qui è semplice, ma poiché esistono diversi modi per calcolare sia a che tanB, i risultati di una TWI possono variare notevolmente (Qin et al. 2011).
L'accumulo di flusso e l'area di raccolta possono essere calcolati, ad esempio:
D8 (O'Callaghan, J.F. / Mark, D.M. (1984))
D-infinity (Tarboton, D.G. (1997)
Triangular Multiple flow direction (Seibert, J. / McGlynn, B. (2007)
algoritmi e ci sono anche molti altri algoritmi disponibili.
La pendenza viene solitamente calcolata come pendenza locale attorno al pixel (Sorensen et al. 2005). La pendenza locale può anche essere calcolata come pendenza minima, media e massima attorno al pixel. Un altro modo per calcolare la pendenza è presentato da Hjerdt et al. 2004 in cui la pendenza viene calcolata ad un punto d metri sotto il centro della cella.
La pendenza è uno strumento di base nella maggior parte dei software GIS, tuttavia il calcolo può differire. Ecco alcuni esempi: ESRI: http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/index.cfm?TopicName=Calculating_slope SAGA: http://sourceforge.net/apps/trac/saga-gis/wiki/Terrain% 20Analysis% 20-% 20Morphometry% 20module% 20library
Come puoi vedere ci sono molte opzioni disponibili per calcolare sia a che tanB. Quindi, in pratica, la domanda è: qual è il modo migliore (migliore) per calcolare TWI usando questi algoritmi diversi? O ce n'è?
Personalmente mi piace lavorare in SAGA, principalmente perché esiste una vasta selezione di strumenti di idrologia open source.
Ps Sto facendo fatica a scoprire esattamente come viene calcolata la pendenza del bacino idrico in Saga GIS, e cosa significa esattamente qui. (Analisi del terreno - idrologia: bacino idrografico parallelo).
EDITED: Risposta di Volker Wichmann dei forum SAGA: "La griglia di output della pendenza del bacino del modulo Catchment Area (Parallel) viene calcolata in questo modo: per ogni cella, la pendenza locale viene calcolata usando l'approccio di Zevenbergen e Thorne. Questi valori di pendenza sono downslope accumulato. Infine, per ogni cella i valori di pendenza accumulati sono divisi per il bacino di utenza derivato della cella. L'unità della griglia sono radianti. "
"Il modulo Topographic Wetness Index (TWI) richiede una normale griglia di pendenza come input."
Riferimenti:
Beven e Kirkby 1979. Un modello di area variabile a base fisica che contribuisce all'idrologia del bacino. Bollettino delle scienze idrologiche, 24, pagg. 43–69.
Hjerdt et al. 2004. Un nuovo indice topografico per quantificare i controlli di downslope sul drenaggio locale. Water Resources Research , 40, W05602, doi: 10.1029 / 2004WR003130.
O'Callaghan, JF e Mark, DM 1984. L'estrazione delle reti di drenaggio dai dati digitali di elevazione. Computer Vision, elaborazione di immagini e grafica , 28: 323-344
Qin et al. 2011. Un approccio al calcolo dell'indice di umidità topografica basato sul massimo gradiente di pendenza. Precision Agric 12: 32–43.
Seibert, J. e McGlynn, B. 2007. Un nuovo algoritmo triangolare per la direzione del flusso multiplo per il calcolo di aree di risalita da modelli di elevazione digitale su griglia, Water Ressources Research , Vol. 43, W04501
Sorensen et al. 2005. Sul calcolo dell'indice di umidità topografica: valutazione di diversi metodi sulla base di osservazioni sul campo. Hydrol. Earth Sys. Sci. Discutere. , 2, 1807-1834
Tarboton, DG 1997. Un nuovo metodo per la determinazione delle direzioni di flusso e delle aree di pendenza nei modelli digitali di elevazione della griglia, Water Ressources Research , Vol.33, No.2, p.309-319