استخراج شبکه زهکشی از DEM – بخش چهارم

5- شبکه آبراهه ها

شبکه آبراهه ها به مجموعه ای از آبراهه ها گفته می شود که در سطح حوضه، رواناب ها را تخلیه می کنند . شبکه آبراهه ها با اجرای تابع جریان یا جستجو (stream or seek function) در GIS ایجاد می گردد . این تابع GIS جستجو را به صورت هدایت شده و گام به گام از یک نقطه شروع و به سمت خارج با استفاده از قواعد مشخص انجام می دهد . قاعده مورد استفاده، حرکت آب از سلول مبداء به سلول مجاور با کمترین ارتفاع است به گونه ای که این عملیات تا رسیدن به سلولی که همه سلول های مجاور آن دارای ارتفاعی بیشتر از آن سلول باشند ادامه می یابد . این حالت همان مرز ناحیه مورد نظر یا گودال است.

در این روش برای تعیین شبکه آبراهه ها، پارامترهای سطح یعنی جهت جریان و انباشت جریان معرفی شده و مقداری بعنوان کمترین اندازه گرید سطح انباشت در نظر گرفته می شود که روی تراکم شبکه آبراهه ها تاثیر دارد .تراکم شبکه آبراهه ها از شاخص های تکامل شبکه هیدرولوژی محسوب می شود.

6- اثر خطاهای DEM در خصوصیات عوارض هیدرولوژیکی مستخرجه

در این قسمت به مقایسه تعدادی زهکش استخراج شده از DEM با ساختارهای مکانی مختلف و مقادیر مختلف خطاهای شبیه سازی شده می پردازیم . در واقع اثر دقت داده های DEM را در نتایج و خصوصیات هیدرولوژیکی استخراج شده از داده های DEM بررسی خواهیم نمود.

در این مقاله اثر خطاهای شبیه سازی شده بر روی عوارض هیدرولوژیکی مستخرجه از داده های DEM بررسی می شود. لذا در مرحله اول سلول ها ی شبکه زهکش استخراج می شوند و یک سری خطاهای اتفاقی شبیه سازی شده به DEM مورد نظر افزوده می شود.

-6-1 داده های DEM

تعداد زیادی اطلاعات هیدرولوژیک ی مانند شیب، جهت شیب، شبکه های زهکشی و … از DEM قابل استخراج هستند که در این مقاله روی استخراج شبکه های زهکش از DEM خطادار و ارزیابی آن بحث می گردد.

در این بررسی از ده DEM انتخابی در طولها و عرضهای جغرافیایی متفاوت در محدوده ی تقریبی طول جغرفیایی 51°47΄ – 51° 36΄ و عرض جغرافیایی 35°32΄ -35° 40΄ استفاده شد (شکل 6) که چون از داده های DEM USGS با قدرت تفکیک 15 متر بهره گرفتیم ،هر مکانی از DEM ممکن است خطایی در حدود 7.5 متر بالاتر یا پایین تر از وضع موجود داشته باشد.

06 thumb3 استخراج شبكه زهكشی از DEM   بخش چهارم

شکل 6- مدل رقومی زمین از منطقه مورد مطالعه در شمال کشور

-6-2 ساختارهای مکانی و شبیه سازی خطای اتفاقی

هدف اولیه بررسی اثر ساختارهای مکانی روی استخراج عوارض هیدرولوژیکی بود . مجموعه ای از مدل های رقومی ارتفاعی زمین بر پایه ساختارهای مکانی آنها که باید مورد مطالعه قرار گیرند انتخاب شدند . همچنین یک مطالعه شبیه سازی به منظور تولید خطاهای اتفاقی با مقادیر متفاوت بر روی DEM انجام شد.

در نهایت با استفاده ازروش های مذکور، سلول های زهکش استخراج شدند . نتایج به منظور آشکارسازی اثر خطاهای شبیه سازی شده و ساختارهای مکانی مدل های رقومی ارتفاعی زمین روی سلول های زهکش استخراج شده مورد بررسی و تحلیل قرار گرفتند.

-6-3 ساختارهای مکانی نشان داده شده بوسیله وابستگی های مکانی

در این تحقیق ساختار مکانی یک DEM همانند وابستگی های مکانی موجود در طول اندازه گیری زمینی (مثلاً ارتفاع ) تعریف شدند .هر عنصر در یک DEM یک اندازه گیری در آن مکان (سلول) را در بر می گیرد . گفته می شود یک DEM وابستگی های مکانی با درجه بالا دارد اگر سلول های همسایه اندازه های مشابهی داشته باشند، لذا زمین های پرفراز و نشیب ، وابستگی های مکانی درجه پائین را نمایش خواهند داد . بنابراین یک فرمول منحنی برای محاسبه وابستگی های مکانی ارائه شد که اجازه می دهد که از یک ارزش تک مقداری برای شرح توزیع مکانی DEM استفاده کنیم.

07 thumb استخراج شبكه زهكشی از DEM   بخش چهارم

اگر T و J دو سلول همسایه باشند، wij =1 و در غیر این صورت wij =0 است و zi مقدار اندازه گیری شده سلول i روی زمین می باشد. 08 thumb استخراج شبكه زهكشی از DEM   بخش چهارم  میانگین اندازه گیری های ارتفاع کل سلول هاست. n تعداد سلول ها موجود درDEM است.اگر توزیع اندازه گیری ها اتفاقی باشد I نزدیک به -1/(n-1) خواهد شد و اگر Iبزرگتر از این مقدار باشد توزیع اندازه گیری ها دسته ای خواهد شد، از طرف دیگر اگر I کمتر از -1/(n-1) باشد توزیع پراکنده خواهد بود.

-6-4 خطاهای تصادفی و استخراج شبکه های زهکشی

برای هر DEM مورد استفاده، 15 خطای اتفاقی به کار برده شد تا 16 سطح برای تحلیل تولید شود که یکی سطح اصلی و 15 سطح شبیه س ازی شده خواهد بود ، چون داده های DEM در USGS خطایی در حدود 0 تا 15 متر دارند از خطاهای اتفاقی با مقادیر 0 و 0.5 ± و 1± و 1.5 ± و … تا 7.5 ± برای هر یک از ده DEM مورد آزمایش استفاده شد . استخراج شبکه های زهکشی از DEM یک تابع مهم در تحلیل اتوماتیک عوارض هیدرولوژیکی به حساب می آید . مشخص نمودن سلول های DEM روی شبکه های زهکش یک روش بسیار مهم است زیرا شبکه های حاصله برای کاربرد های گوناگونی بکار می روند . بسته به درجه جزئیات خواسته شده ، یک درجه cut-off از انباشتگی جریان ها ممکن است جهت مشخص کردن سلول هایی از DEM که جریان آب را طی یک مرحله خاص دریافت کرده اند به کار رود.

بر طبق الگوریتم، در صورت استفاده از تراز cut-off بیشتر شبکه زهکش شاخه های اتصال کمتر ی خواهند داشت و برعکس اگر از تراز cut-off کوچک تری استفاده گردد شبکه های زهکش نتیجه شده با تفاوت کوچک ، بیشتر و شاخه های غیر واقعی اضافه خواهند شد. روش مشخصی برای تعریف تراز cut- off وجود ندارد و انتخاب درست آن به تجربه و نظر استفاده کننده بستگی دارد. لذا برای دوری از تعریف تراز cut- off اختیاری، سلول های زهکش را با استفاده از 10 تراز cut- off از بازه های 10 و 20و …. 100 و 200 از سلول ها محاسبه می کنیم.

نویسنده: میثم عفتی، محمودرضادلاور، وحید اکبری، مقاله ” استخراج شبکه زهکشی از DEM و تاثیر خطاهای آن بر عوارض هیدرولوژیکی”

topodin, Все же я постараюсь сделать эту статью максимально самодостаточной, чтобы после ее прочтения вы смогли увидеть более или менее полную картину, как самостоятельно продвигать сайты

مطالب مرتبط

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *