قدرات تحليل السطح الجديدة في ArcGIS Pro 2.7

 

قدرات تحليل السطح الجديدة في ArcGIS Pro 2.7

القائمة الرئيسية

• علم نظم المعلومات الجغرافية

الصفحات

• الصفحة الرئيسية
• سياسة الخصوصية
• من نح

 

قدرات تحليل السطح الجديدة في ArcGIS Pro 2.7

يقدم ArcGIS Pro 2.7 أداة جديدة ، معلمات السطح ، لتحليل الخصائص (slope, aspect, and curvature) لسطح مثل سطح الارتفاع أو DEM. وهي متوفرة إما بترخيص محلل مكاني أو رخصة محلل ثلاثي الأبعاد. إذا كنت تستخدم أدوات Slope و Aspect و Curvature الموجودة ، فإن أداة Surface Parameters هي البديل الجديد الأفضل لك مع بعض التحسينات. تعد بعض هذه التحسينات مفيدة عبر معظم مقاييس تحليل السطح ، لذا فقد وضعناها جميعًا في أداة واحدة لتجربة متسقة ، مما يسهل علينا أيضًا إضافة مقاييس تحليل جديدة في المستقبل. تقدم هذه المدونة الأداة وبعض التحسينات الملحوظة عليها.

تحليل سطح DEMs عالية الدقة

عادةً ما يتم استخدام الأساليب الرياضية والإحصائية لتحليل خصائص سطح التضاريس (حقل يُعرف باسم Geomorphometry) لتحديد وفهم الشكل الحالي للمناظر الطبيعية وعمليات تشكيل الأرض. تُستخدم هذه الأدوات لتحديد مدى ملاءمة منطقة لاستخدام معين مثل التطوير السكني أو الزراعة ، أو تحديد المناطق باعتبارها خطرًا للانهيارات الأرضية ، أو العثور على طريق مثالي عبر المناظر الطبيعية بدون طرق.

نظرًا لأن دقة نماذج DEM المتاحة أصبحت أدق وأدق ، أصبحت البيانات مفصلة بشكل مفرط للظواهر التي نحاول نمذجةها. على سبيل المثال ، معرفة منحدر أو جانب أو انحناء 1 متر مربع من الأرض لتحديد ما إذا كان هكتار من الأرض مناسبًا للتطوير يكون عادةً أكثر تفصيلاً مما نحتاج إليه. كان الحل الشائع لهذه المشكلة هو إعادة تشكيل DEM إلى حجم خلية أكبر ، الأمر الذي يستغرق وقتًا ومساحة على القرص. يمكن أن تؤدي إعادة التشكيل أيضًا إلى تقليل دقة البيانات أو إدخال عناصر أثرية. تحتوي أداة "معلمات السطح" الجديدة على معلمة "مسافة الجوار" التي تتيح لك تحديد مسافة مناسبة للظواهر التي تحاول نمذجتها.

غالبًا ما تحتوي بيانات الارتفاع ذات الدقة العالية على بعض القطع الأثرية (الأخطاء) غير المرغوب فيها كبقايا من مجموعة بيانات المصدر أو معالجتها كما هو موضح في الرسم أعلاه. يساعد استخدام الحي الممتد في تقليل تأثير هذه القطع الأثرية. تساعد تركيبات السطح التربيعية الموصوفة أدناه أيضًا في تقليل تأثير مثل هذه القطع الأثرية.

يوجد أيضًا خيار Adaptive Neighborhood الذي يقيم التباين المحلي للتضاريس ويختار أكبر حجم حي مناسب لكل خلية. يمكن أن يكون هذا مفيدًا بشكل خاص مع التضاريس المتجانسة التدريجية التي تقطعها الجداول أو الطرق أو الانقطاعات الحادة في المنحدرات.

لا يوجد تشويه في الإسقاط

لإزالة تشوه المسافة من استخدام أنظمة الإحداثيات المسقطة ، تقوم الأداة الجديدة بإجراء جميع حسابات المسافة الداخلية في الفضاء الجيوديسي. هذا مفيد أيضًا لأن DEMs يتم تسليمها غالبًا في أنظمة إحداثيات جغرافية ، ومع الحسابات الجيوديسية ليست هناك حاجة لإعادة إسقاط DEM أو التفكير في Zfactor.

تحسين تركيب السطح

تعمل جميع حسابات الانحدار والجوانب والانحناء عن طريق ملاءمة السطح لجوار من الخلايا كما هو مذكور أعلاه. في الماضي ، استخدمنا أساليب مختلفة لأدوات مختلفة ولكننا الآن وحدنا هذا النهج في أداة معلمات السطح. تلائم أدوات المنحدر والعرض تقليديًا مستوى لتلك الخلايا ، ولكن نادرًا ما يكون المستوى واصفًا جيدًا للمناظر الطبيعية وقد يخفي الاختلافات الطبيعية ذات الأهمية. تستخدم أداة Curvature تقليديًا سطحًا ثنائي الأبعاد يوفر ملاءمة محكمة للبيانات وحساسة للضوضاء والأخطاء الشائعة مع وحدات DEM الحديثة عالية الدقة.

تستخدم الأداة الجديدة سطحًا تربيعيًا بشكل افتراضي ، مما يوفر ملاءمة طبيعية للتضاريس أكثر من المستوى ، دون تضخيم الضوضاء في البيانات حيث قد يكون biquadratic عرضة للقيام بذلك. تتضمن معلمات السطح أيضًا خيارًا ثنائي الأبعاد.

أنواع انحناء جديدة

تقدم أداة Surface Parameters 3 أنواع جديدة من الانحناء لـ ArcGIS وتسميات جديدة لتسميتها ، تم اعتمادها من ورقة حديثة بواسطة Minár et al. ، 2020. لأولئك الذين لديهم اهتمام خاص بانحناء سطح الأرض ، أوصي بشدة بهذه الورقة ، والتي مراجعة شاملة للتاريخ والاستخدامات وعمليات تنفيذ البرامج السابقة ، مع تصنيف وتسمية فعالة لأنواع عديدة من انحناء سطح الأرض.

طرق الانحناء الجديدة عبارة عن انحناءات هندسية ، في حين أن المظهر الجانبي وانحناء شكل المخطط لأداة Curvature هما مشتقات اتجاهية للسطح. من الناحية المفاهيمية ، يجد الانحناء الهندسي أفضل دائرة ملائمة (دائرة متذبذبة) لتقريب شكل المنحنى عند أي نقطة ، ويتم حسابه على أنه مقلوب نصف قطر الدائرة 

. لذلك ، فكلما كان السطح مسطحًا ، كانت الدائرة الأكبر مناسبة ، وصغر الانحناء.

تقيس معلمة سطح الانحناء (خط المنحدر العادي) الانحناء الهندسي الطبيعي على طول خط المنحدر. يشار إليه أحيانًا باسم "انحناء المظهر الجانبي" ، ويمكن تصوره على أنه شكل مقطع عرضي عمودي (جانبي) عبر السطح. كما هو موضح أدناه ، فإن المستوى العمودي يقطع السطح على طول الخط البرتقالي ، وإذا تم قطعه ، فسيظهر كملف جانبي مقطعي للسطح.

يتم تحديد هذا المستوى من خلال متجهين ، السهم الأصفر الذي يوضح اتجاه التدرج أو سهم خط المنحدر ، والسهم الأحمر يشير إلى السطح الطبيعي. إنه مزيج من هذه المتجهات الحمراء والصفراء التي تحدد المستوى البرتقالي الفاتح وخط التقاطع البرتقالي مع السطح. يتم حساب الانحناء الجانبي على طول الخط البرتقالي (خط المنحدر العادي) في المستوى البرتقالي.

يتم تطبيق الانحناء الجانبي عادةً لتوصيف تسارع وتباطؤ التدفق أسفل السطح بواسطة قوة الجاذبية. عند السرعة العالية ، يمكن للمياه أن تحمل وتحرك كميات أكبر من المواد ، وبالتالي تصبح مناطق التسارع مناطق تآكل وتصبح مناطق التباطؤ مناطق ترسيب.

تقيس معلمة سطح الانحناء المماسي (normal contour) الانحناء الهندسي الطبيعي العمودي على خط المنحدر ، المماس لخط الكنتور. يشار إليه على أنه الانحناء العرضي لأنه يقيس الانحناء المماس لخط الكنتور. بالرجوع إلى الرسم أعلاه ، تم وصفه بأنه "normal contour" لأن مستوى القطع الأرجواني الذي يُنشئ الخط الأرجواني الذي يحسب الانحناء على طوله ، يتم تحديده بواسطة متجه الكنتور الأزرق والمتجه الطبيعي للسطح الأحمر. عادةً ما يستخدم الانحناء المماسي (normal contour) لوصف التقارب الطبوغرافي وتباعد التدفق عبر السطح.

النوع الجديد الثالث من الانحناء هو متوسط ​​الانحناء ويتم حسابه على أنه متوسط ​​الحد الأدنى والحد الأقصى للانحناء. كما أنه مكافئ رياضيًا لمتوسط ​​الانحناءات الجانبية (normal slope line) والانحناءات المماسية (normal contour).

أثناء التفكير في الانحناء على أنه حجم الدائرة المناسب للسطح والنظر إلى مستويات القطع البرتقالية والأرجوانية في الرسم أعلاه ، انظر إلى الرسم التوضيحي أدناه. حاول أن تتخيل المستويات البرتقالية والأرجوانية للانحناء الجانبي والانحناء العرضي الذي يقطع السطح ، والخط الذي سينشأ على السطح ، وحجم الدائرة التي تناسب هذا الخط بشكل أفضل.

لاحظ الانحناء العالي المحدب باللون الأرجواني (تآكل) حول حافة الفوهة ، والانحناء الجانبي المقعر العالي باللون البرتقالي (تآكل) حول قاعدة المخروط. على اليمين لاحظ مناطق من الانحناء العرضي المقعر العالي باللون الأحمر (التقارب) داخل الفوهة ، والانحناء العرضي المحدب العالي باللون الأزرق (التباعد) على الحافة المواجهة لك. المناطق ذات قيم الانحناء الصغيرة شفافة لتحسين التفسير.

خيارات جديدة لاتجاه الانحدار Aspect

تتضمن أداة Surface Parameters أيضًا Aspect وتستخدم نفس خيارات ملاءمة السطح والجوار. يوفر خيارًا جديدًا للاختيار بين الحسابات الجيوديسية والجيوديسية المتوقعة. يتم استخدام الخيار الجيوديسي المسقط عندما يتم استخدام مخرجات الجانب كمدخلات لأدوات مسافة المحلل المكاني وأدوات المسار الأمثل. تمت إضافة هذا الخيار أيضًا إلى أداة Aspect في ArcGIS Desktop 10.8.1.

المصدر esri