Comment calculer le volume des crues à l'aide de LiDAR DEM et du polygone de plaine inondable HEC-RAS?

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J'ai un problème d'analyse SIG vexant qui est conceptuellement assez simple, mais en réalité plus difficile à comprendre….

Fondamentalement, j'ai besoin de calculer le VOLUME des eaux de crue dans une zone inondable de 100 ans, en utilisant ArcGIS 10.0 (toutes les extensions disponibles).

Mes jeux de données d'entrée sont:

  • DEM LiDAR (1 m pixel ou 3 m pixel) de sol nu (raster)

  • Plaine inondable de 100 ans (sortie de l'analyse USACE HEC-RAS), Polygon Shapefile, mais la table attributaire n'a pas de contenu utile.

Jusqu'à présent, j'ai superposé les polygones de la plaine inondable sur le raster LiDAR, [en utilisant l'outil Extraire par masque de Spatial Analyst], de sorte que j'ai les élévations du sol le long du bord extérieur de la plaine inondable (pensez au sommet de la baignoire). Le concept clé est que le sommet de la plaine d'inondation tombe progressivement en élévation à mesure que vous vous déplacez du cours supérieur vers le bassin versant.

Ensuite, (cela semble être la partie impossible), j'ai besoin de comprendre comment je peux prendre les élévations le long des pixels du bord extérieur de la plaine inondable raster (sortie de l'extrait précédent par masque) et les étendre à l'altitude équivalente de l'autre côté de la plaine inondable, et "élevez" tous les pixels entre les 2 bords extérieurs de la plaine inondable au "niveau supérieur" de cette plaine inondable centenaire.

Une fois que j'ai cette «élévation supérieure» de l'eau de la plaine inondable, je devrais pouvoir utiliser les outils COUPER ET REMPLIR dans ArcGIS pour soustraire simplement les élévations du sol LiDAR de l '«élévation supérieure de la plaine inondable» et calculer un volume entre ces deux rasters.

Je fais des recherches sur cela depuis des jours et je n'ai pas encore trouvé de solution.

Peut-être que je pense à ça complètement faux?

Je m'attendais à trouver d'autres personnes qui ont traité ce problème, mais bien qu'il existe des problèmes similaires, aucun ne semble offrir de solution.

arcgis-desktop arcgis-10.0 spatial-analyst 3d-analyst flood user15428
la source
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Pourriez-vous s'il vous plaît fournir des captures d'écran et des photos pour illustrer votre question?
Taylor H.21
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J'ai rencontré cela dans le passé et je serai intéressé de voir si quelqu'un a une bonne solution (lire: plus facile que ce que j'ai fait). J'ai accompli cela en créant des lignes perpendiculaires à la plaine inondable, en les remplissant avec les élévations de la plaine inondable qui se croisent, puis en interpolant un raster en pente basé sur les élévations des lignes - mais cela me semble être une solution inélégante. Si rien de mieux n'arrive, je fournirai plus de détails dans une réponse.
JWallace
Je n'utilise pas HEC-RES, mais pour autant que je sache, c'est un modèle hydrodynamique 1D. Ainsi, vos résultats proviennent probablement des niveaux d'eau dans les sections X (vous ne savez pas d'où avez-vous obtenu le polygone). Dans ce cas, j'interpolerais la surface de vos sections avec des niveaux HEC-RAS (avec TIN ou une autre technique interne plus douce comme Topo 2 Raster), puis soustrais DEM de la surface interpolée qui vous laisserait avec des profondeurs (débarrassez-vous des valeurs négatives , les profondeurs ne sont que possibles). De là, multipliez simplement votre cellule par sa surface (votre cas 1x1 = 1 ou 3x3 = 9) et ajoutez simplement tous les pixels pour obtenir votre volume.
Tomek
Je suis d'accord avec Taylor H - téléchargez un croquis de ce que vous voulez bien nous aider à comprendre la nature exacte du problème.
Hornbydd
Ce forum ne permet la publication d'images que si vous avez une "réputation" d'au moins 10. Étant un débutant, je n'ai que 6 ... désolé les gars.
user15428

Réponses:

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Comme mentionné dans mes commentaires et ceux de Tomek ci-dessus, cette analyse peut être effectuée en interpolant un raster en pente à partir des sections transversales HEC-RAS existantes ou en créant vos propres sections transversales en interrogeant la surface lidar. Si vous avez accès aux coupes HEC d'origine (c'est-à-dire les lignes utilisées pour créer le polygone d'étendue de plaine inondable), vous pouvez les utiliser comme contours dans l'outil Topo à raster. La surface résultante sera un raster en pente qui représente la surface d'inondation de la plaine inondable, que vous pouvez ensuite utiliser dans vos calculs de coupure / remblayage pour déterminer le volume d'inondation.

Sinon, en l'absence des données de coupe originales, vous pouvez créer vos propres lignes de coupe et les remplir avec des valeurs Z à partir de votre surface lidar. Pour ce faire, numérisez les lignes perpendiculaires à la plaine inondable, en terminant aux extrémités extérieures de votre polygone de plaine inondable. Créez ces lignes à des intervalles suffisants pour capturer la variabilité de la pente en aval (cette approche peut devenir assez fastidieuse si vous avez une grande zone d'étude). Vous pouvez ensuite interroger les valeurs d'élévation lidar à l'intersection de vos lignes XS nouvellement numérisées et utiliser ces valeurs pour remplir un attribut d'élévation pour vos lignes XS. Les élévations à chaque extrémité de vos lignes peuvent ne pas correspondre exactement, mais la moyenne des valeurs doit approximer l'élévation de la surface de l'inondation.

JWallace
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