L'indice d'humidité topographique peut être exprimé comme
Ln(a/tanB) based on the idea of Beven and Kirkby (1979)
où
a is the specific catchment area (a=A/L, catchment area (A)divided by contour length(L))
et
tanB is the slope
L'idée de base ici est simple, mais comme il existe plusieurs façons de calculer à la fois a et tanB, les résultats d'un TWI peuvent varier considérablement (Qin et al. 2011).
L'accumulation de flux et la zone de captage peuvent être calculées, par exemple par:
D8 (O'Callaghan, J.F. / Mark, D.M. (1984))
D-infinity (Tarboton, D.G. (1997)
Triangular Multiple flow direction (Seibert, J. / McGlynn, B. (2007)
et de nombreux autres algorithmes sont également disponibles.
La pente est généralement calculée comme la pente locale autour du pixel (Sorensen et al. 2005). La pente locale peut également être calculée comme pente minimale, moyenne et maximale autour du pixel. Une autre façon de calculer la pente est présentée par Hjerdt et al. 2004 où la pente est calculée à un point d mètres en dessous du centre de la cellule.
La pente est un outil de base dans la plupart des logiciels SIG, mais le calcul peut différer. Voici quelques exemples: ESRI: http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/index.cfm?TopicName=Calculating_slope SAGA: http://sourceforge.net/apps/trac/saga-gis/wiki/Terrain% 20Analyse% 20-% 20Morphométrie% 20module% 20library
Comme vous pouvez le voir, de nombreuses options sont disponibles pour calculer à la fois a et tanB. Donc, la question est, dans la pratique, quelle est la meilleure (meilleure) façon de calculer TWI en utilisant différents algorithmes? Ou y en a-t-il?
Personnellement, j'aime travailler chez SAGA, principalement parce qu'il existe une large sélection d'outils d'hydrologie open source.
Ps J'ai du mal à savoir exactement comment la pente du bassin versant est calculée dans Saga GIS, et exactement ce que cela signifie ici. (Analyse du terrain -hydrologie: bassin versant parallèle).
EDITED: Répondu par Volker Wichmann des forums SAGA: "La grille de sortie de la pente du bassin versant du module Catchment Area (Parallel) est calculée comme suit: pour chaque cellule, la pente locale est calculée en utilisant l'approche de Zevenbergen & Thorne. Ces valeurs de pente sont pente descendante accumulée. Enfin, pour chaque cellule, les valeurs de pente accumulées sont divisées par la zone de captage dérivée de la cellule. L'unité de la grille est le radian. "
"Le module de l'indice d'humidité topographique (TWI) nécessite une grille de pente normale en entrée."
Références:
Beven et Kirkby 1979. Un modèle à aire variable contribuant physiquement à l'hydrologie de bassin. Bulletin des sciences hydrologiques, 24, pp. 43–69.
Hjerdt et al. 2004. Un nouvel indice topographique pour quantifier les contrôles en aval du drainage local. Water Resources Research , 40, W05602, doi: 10.1029 / 2004WR003130.
O'Callaghan, JF et Mark, DM 1984. L'extraction des réseaux de drainage à partir des données d'élévation numériques. Vision par ordinateur, graphisme et traitement d'image , 28: 323-344
Qin et al. 2011. Une approche pour calculer l'indice d'humidité topographique basé sur le gradient de pente descendante maximale. Precision Agric 12: 32–43.
Seibert, J. et McGlynn, B. 2007. Un nouvel algorithme triangulaire à direction d'écoulement multiple pour calculer les zones de pente ascendante à partir de modèles d'altitude numériques quadrillés, Water Ressources Research , Vol. 43, W04501
Sorensen et al. 2005. Sur le calcul de l'indice d'humidité topographique: évaluation de différentes méthodes basées sur des observations de terrain. Hydrol. Earth Sys. Sci. Discuter. , 2, 1807–1834
Tarboton, DG 1997. Une nouvelle méthode pour la détermination des directions d'écoulement et des zones de pente ascendante dans les modèles numériques d'élévation de la grille, Water Ressources Research , Vol.33, No.2, p.309-319