确定流梯度的工作流程？

就数据而言，我正在处理NHD .shp文件，1000万个DEM和一些LIDAR数据。

我的目标是确定流网络中100m段的坡度。

我已经能够做到这一点，但是我希望我的工作流程不理想，尤其是因为我根本无法处理分支网络。

如果所有人都打算这样做，那么您将使用哪种步骤？

另外，我在这里发布了有关该问题的文章，我认为我在描述我的目标方面做得更好。

— 雅克·塔迪
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最大的问题是注册数据集。除非矢量特征是直接从DEM派生的，否则矢量流特征与从DEM标识的流重合是不常见的。缺少巧合会导致梯度下降：例如，您经常发现上游有水流。您是否考虑解决此问题，将其作为“工作流程”的一部分，还是假设您已经进行了注册？

— whuber

当然，这是我尝试将NHD流中心线与DEM啮合时遇到的问题之一。关于注册两个数据集，有什么好的解决方案吗？

— 雅克·塔迪

以前，我们使用的是从LIDAR数据本身派生的流网络，但我想知道如何进行其他操作。

— 雅克·塔迪

河流中心线的规模是多少？好像100m的网段长度太小了。当像您这样的人工作时，如果将结果（如从LIDAR派生的数据流）迁移回其中一个数据管家

— Kirk Kuykendall

我使用的LIDAR数据来自不列颠哥伦比亚省的Noah Snyder，已处理到100万DEM。最初在缅因州的Narraguagas流域收集的数据。您可能正好是100m小。我希望能够尽可能地准确地实现，以便尝试自动在溪流中残留水坝的位置，这就是为什么我一直在寻找如此精细的比例尺。柯克，一旦我完成了这个项目，我将很乐意为您办事，以确保值得向USGS提交。谢谢大家的评论。

— 雅克·塔迪

Answers:

假定您具有LIDAR DEM，则应使用从其派生的流。这样可以保证完美的注册。

这个想法的关键是要根据分段末端的高程来估计平均斜率。

最简单的过程之一是将流网络“分解”为其组成部分的非分支弧。根据距离将集合转换为“路线”层，使其“可测量”。现在，可以很容易地基于每个弧的里程碑表（例如，以100 m的间隔）生成路线“事件”的集合，并从这些事件点提取DEM高程。沿每条弧线的连续高程差除以100m，可估算出平均线段斜率。

下图绘制了从USGS 7.5分钟DEM（弗吉尼亚州Highland County的一部分）的流量累积分析得出的气流弧线。横跨10公里（6英里）。

DEM

由于您正在寻找残余的水坝，这可能由仅几十米的坡度变化（对于非常小的水坝）所指示，因此请考虑使用更小的分段。如果数据集过于粗糙而无法提供清晰的信号，则可以稍后（通过移动平均值或其他方式，例如高程的样条图和样条的微分）轻松对其进行过滤。实际上，这种方法将您带入时间序列分析领域，其中关注的变量是高程，而不是坡度，并且您正在寻找的模式是由短水平段和随后的突然变化组成。

高程与里程碑图

这是沿着大多数（不是全部）所示流段以100m间隔观察到的DEM高程图。（像元大小为30m。）在必要时，重新定位弧以使高程通常从左向右减小。（如果仔细观察，您会看到我错过的地方：它从左到右爬。）

弧16上的高程与里程碑

弧16的详细信息（地图顶部的长段）显示了当流未完全与DEM对齐时可能会得到的结果：在某些情况下，流似乎向上流动。但是，可以很容易地识别出提示有水落特征的线段，尤其是在里程碑1800（沿线段的米），4000、4600和6500之后。可以通过多种方式自动进行此识别，尤其是在清洗高程序列后（通过平滑处理）它）。

您会看到，此处使用的100 m采样间隔确实不足以识别400-500米长的较小特征。因此，要找到一个小的残留水坝，您可能希望在LIDAR DEM上以10-25 m的间隔进行采样。

顺便说一句，使这种工作流段“太小”的原因既不是短长度也不是大单元格大小，尽管两者都参与了决策。“太小”取决于您将如何使用估计的斜率以及这些估计可能不确定的程度。对于某些工作，甚至有可能在10m的网格上以10m的间隔估算梯度！

— ub
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+1出色的分析。关于如何将相应的NHD流线应用（合并）到达码到从Lidar DEM派生的流线上的任何建议？

— Kirk Kuykendall，

@Kirk这是一个很难理解的问题。我有意识地避免在分析中解决该问题！该站点上有关比较GPS轨迹的一些最新问题与一个类似的问题有关，并提出了一些有用的解决方案。答案部分取决于两组（折线）数据之间的差异：小的差异易于检测和自动纠正；较大的差异可能会导致在寻找匹配细分时出现批发错误。

— whuber

@whuber与gps跟踪问题不同，它似乎可以利用DEM。如果您在NHD流水线上的某个点上倒水，似乎经常应该使水流过Lidar DEM到由Lidar生成的折线（并且应该与NHD的流水线相对应）。当然，完全自动化仍然不太可能，但是DEM似乎仍然可以使工作变得更容易。我想编织的溪流将是最大的痛苦。

— Kirk Kuykendall

@Kirk我起草了一条有关利用DEM的评论，但删除了它，因为它具有推测性并且可能是错误的。就是说，我认为您的想法是正确的，但是实现它需要一些研究。问题在于，NHD线通常会在LIDAR DEM的谷壁之间来回反弹，从而不断改变每个NHD段与其对应的LIDAR派生段之间的流动关系。这必须是可利用的，但是确切的问题是如何有效和准确地做到这一点。

— whuber

@whuber，我看到Katharine Kolb 即将在即将举行的NHD研讨会上就此发表论文。如果我们可以在线进行讨论，那肯定会很好。考虑到预算削减，我敢打赌，会有很多文件被取消。因此，他们可能愿意接受晚报（轻推）。

— Kirk Kuykendall

我最终要进行水文分析，当我创建流向栅格时，我记得您的帖子。这只是黑暗中的一击，但在ArcGIS 10中，可以选择创建输出放置栅格。我想知道它是否可以用来解决您的问题。

所述降光栅显示从沿着流动到细胞的中心，以百分比表示之间的路径长度的方向上的每个小区在高程的最大变化的比率。

— 雅库布·西萨克地理学
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Jakub的答案是一个很好的答案，因为它考虑了每个单元，而无需进一步的行拆分。如果将流栅格与沿该流栅格的流量累积结合在一起，则可以得到沿流的距离，然后在y轴上绘制斜率，在x轴上绘制流距离。您还需要考虑对角线距离，但这可以通过使用欧几里德方向来解决。

— 汤姆·迪尔斯
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