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Como calcular a inclinação média em uma grade?


Na verdade, esta é uma questão de duas partes:

  1. Quais métodos existem para calcular a inclinação média por unidade (digamos km²) para uma determinada área? Existem requisitos especiais sobre os dados - como informações adicionais além das medições de altura?
  2. Quais métodos de implementação de GIS de código aberto utilizáveis ​​para calcular a inclinação média em uma grade (por exemplo, arquivo TIF)?

A primeira abordagem é calcular a inclinação do raster. Se você está procurando código aberto, principalmente para cálculos raster, quase sempre sugiro o GRASS. Neste caso, você está depois de r.slope.aspect para calcular seu raster de inclinação.

Neste ponto, você tem duas opções. Se você estiver atrás da inclinação média dentro de um km2 centralizado em um ponto específico, você pode tentar r.neighbours com o método da média na saída do declive. Como alternativa, você pode tentar r.resample para aumentar seu raster até km2 células, e você teria uma inclinação média por km2 em todo o conjunto de dados.

Pelo que eu sei, não há requisitos especiais, além de uma varredura contínua - embora eu possa tentar um corte / preenchimento na varredura para suavizá-la primeiro.

Espero que isto ajude!


Você precisa saber algo sobre o significado, método de aquisição e processamento das medições de elevação, porque os cálculos de inclinação são bastante sensíveis à resolução. Você obterá inclinações médias mais baixas, normalmente, com uma resolução mais grosseira ou quando os valores das células são elevações médias das células em vez de elevações pontuais. Em particular, se sua grade foi processada por qualquer tipo de procedimento de reamostragem, isso mudará as inclinações (às vezes drasticamente). Observe, também, que a inclinação média dentro de uma região não é a mesma que a inclinação com base em uma média comparável de elevações dentro da mesma região: a primeira será pelo menos tão grande quanto a última e pode ser tremendamente maior. Como um exemplo extremo, a inclinação média nos planaltos profundamente incisos da Virgínia Ocidental é alta, refletindo o terreno acidentado, mas uma inclinação baseada em elevações médias em grandes áreas (digamos, em intervalos de 15 minutos) será quase zero.

Editar

Há alguns anos, obtive três DEMs da mesma área (em Idaho) com resolução de 30m, resolução de 10m e um conjunto de dados LIDAR (resolução de c. 1m) e comparei suas distribuições de inclinação. Aqui está um gráfico desse estudo:

Isso mostra que, à medida que a resolução fica mais precisa, a proporção de áreas de alta inclinação aumenta. A mudança de 30m para LIDAR é substancial: a inclinação média aumenta em cerca de 10 graus. Este gráfico também recompensa um olhar mais atento: você pode ver pouca mudança no baixo áreas de declive. Aparentemente, as áreas acidentadas de grande declive no LIDAR DEM são suavizadas nos DEMs de 10m e 30m, onde se tornam áreas de declive médio. Declives realmente extremos (acima de 75 graus ou mais) aparecem apenas no conjunto de dados LIDAR. Embora possa haver dúvidas sobre qual desses conjuntos de dados está mais próximo da "verdade", claramente as conclusões que alguém tira sobre as distribuições de declive variam com a resolução.