Tôi đã tải xuống SRTM GDEM (độ phân giải ~ 90 km).

Tôi đang sử dụng ArcGIS 10.

Tôi đã cố gắng sử dụng phân tích không gian để tính toán độ dốc.

Tuy nhiên, tôi không thể tính toán độ dốc.

Các giá trị đầu ra chỉ có hai phạm vi 0 và 0,1-90.

Tôi không thực sự chắc chắn vấn đề là gì?

Đây có vẻ là một nơi tốt để mô tả một cách đơn giản, nhanh chóng và hơn cả chính xác một cách hợp lý để tính toán độ dốc cho một DEM toàn cầu .

Nguyên tắc

Hãy nhớ lại rằng độ dốc của một bề mặt tại một điểm về cơ bản là tỷ lệ "tăng" lớn nhất so với "chạy" gặp phải ở tất cả các ổ trục có thể từ thời điểm đó. Vấn đề là khi một phép chiếu có độ méo tỷ lệ, các giá trị của "chạy" sẽ được tính toán không chính xác. Thậm chí tệ hơn, khi độ méo của thang đo thay đổi theo ổ đỡ - đó là trường hợp với tất cả các phép chiếu không phù hợp - độ dốc thay đổi theo ổ trục sẽ được ước tính không chính xác, ngăn chặn việc xác định chính xác mức tăng tối đa: tỷ lệ chạy (và lệch tính toán các khía cạnh).

Chúng ta có thể giải quyết điều này bằng cách sử dụng phép chiếu phù hợp để đảm bảo rằng độ méo tỷ lệ không thay đổi theo phương hướng, và sau đó sửa các ước lượng độ dốc để tính toán độ méo tỷ lệ (thay đổi từ điểm này sang điểm khác trên bản đồ). Bí quyết là sử dụng phép chiếu phù hợp toàn cầu cho phép biểu thức đơn giản cho biến dạng tỷ lệ của nó.

Phép chiếu Mercator phù hợp với hóa đơn: giả sử thang đo là chính xác tại Xích đạo, độ méo của nó bằng với độ trễ của vĩ độ. Đó là, khoảng cách trên bản đồ dường như được nhân với secant. Điều này gây ra bất kỳ phép tính độ dốc nào để tính toán mức tăng: (giây (f) * chạy) (là tỷ lệ), trong đó f là vĩ độ. Để sửa lỗi này, chúng ta cần nhân các độ dốc tính toán với giây (f); hoặc, tương đương, chia chúng cho cos (f). Điều này cho chúng ta công thức đơn giản:

Tính độ dốc (khi tăng: chạy hoặc phần trăm) bằng phép chiếu Mercator, sau đó chia kết quả cho cosin của vĩ độ.

Quy trình làm việc

Để thực hiện việc này với lưới được cung cấp theo độ thập phân (chẳng hạn như DEM SRTM), hãy thực hiện các bước sau:

1. Tạo lưới vĩ độ. (Đây chỉ là lưới tọa độ y.)

2. Tính cosin của nó.

3. Chiếu cả DEM và cosin của vĩ độ bằng phép chiếu Mercator trong đó tỷ lệ là đúng tại Xích đạo.

4. Nếu cần, chuyển đổi các đơn vị độ cao để đồng ý với các đơn vị của tọa độ dự kiến ​​(thường là mét).

5. Tính độ dốc của DEM dự kiến ​​là độ dốc thuần hoặc phần trăm ( không phải là góc).

6. Chia độ dốc này cho lưới cosine (vĩ độ) dự kiến.

7. Nếu muốn, hãy điều chỉnh lại lưới dốc cho bất kỳ hệ tọa độ nào khác để phân tích hoặc ánh xạ thêm.

Các sai số trong tính toán độ dốc sẽ lên tới 0,3% (vì quy trình này sử dụng mô hình trái đất hình cầu thay vì mô hình elip, được làm phẳng bằng 0,3%). Lỗi đó nhỏ hơn đáng kể so với các lỗi khác đi vào tính toán độ dốc và do đó có thể bị bỏ qua.

Tính toán toàn cầu

Phép chiếu Mercator không thể xử lý một trong hai cực. Đối với công việc ở các vùng cực, hãy xem xét sử dụng phép chiếu Stereographic cực với tỷ lệ thực ở cực. Biến dạng tỷ lệ bằng 2 / (1 + sin (f)). Sử dụng biểu thức này thay cho sec (f) trong quy trình làm việc. Cụ thể, thay vì tính toán lưới cosine (vĩ độ), hãy tính toán lưới có giá trị là (1 + sin (vĩ độ)) / 2 ( chỉnh sửa : sử dụng -là độ cho cực Nam, như đã thảo luận trong các nhận xét). Sau đó tiến hành chính xác như trước.

Để có giải pháp toàn cầu hoàn chỉnh, hãy xem xét chia lưới trên mặt đất thành ba phần - một phần quanh mỗi cực và một phần xung quanh đường xích đạo--, thực hiện tính toán độ dốc riêng biệt trong mỗi phần bằng cách sử dụng phép chiếu phù hợp và ghép các kết quả. Một vị trí hợp lý để phân chia địa cầu là dọc theo các vòng vĩ độ ở vĩ độ 2 * ArcTan (1/3), khoảng 37 độ, bởi vì ở các vĩ độ này, các hệ số hiệu chỉnh Mercator và Stereographic bằng nhau (có giá trị chung 5/4) và sẽ rất tốt nếu giảm thiểu kích thước của các hiệu chỉnh được thực hiện. Khi kiểm tra các tính toán, các lưới phải được thống nhất rất chặt chẽ khi chúng trùng nhau (một lượng nhỏ không xác định được dấu phẩy động và sự khác biệt do lấy lại các lưới được chiếu phải là nguồn duy nhất của sự khác biệt).

Người giới thiệu

John P. Snyder, Dự đoán bản đồ - Cẩm nang làm việc . Giấy chuyên nghiệp USGS 1395, 1987.

Câu trả lời gốc

Tôi đoán các đơn vị ngang cho raster của bạn là theo độ hoặc giây. Bạn cần định hướng lại raster này thành hình chiếu không gian trong đó các đơn vị ngang và dọc của bạn giống nhau (nghĩa là, nếu các đơn vị dọc tính bằng mét, thì tôi khuyên bạn nên sử dụng UTM, có đơn vị mét ngang).

Để định hướng lại một raster với ArcCatalog / ArcGIS, hãy xem trong:

ArcToolbox> Công cụ quản lý dữ liệu> Dự đoán và chuyển đổi> Raster> Project Raster

Chọn một tham chiếu không gian dự kiến ​​bao gồm khu vực bạn quan tâm, ví dụ: thử vùng UTM. Có nhiều lựa chọn khác được ghi lại tốt nhất trong hướng dẫn . Lưu ý, bạn không thể tạo bộ dữ liệu độ dốc cho toàn bộ Trái đất (nếu đó là những gì bạn đang cố gắng thực hiện).

Câu trả lời tốt hơn, sử dụng GDAL với thang điểm

Bây giờ dữ liệu SRTM có sẵn trên toàn cầu, tôi thực sự có thể xem và làm việc với các tệp. Các gdaldemtiện ích từ GDAL có thể tính toán độ dốc và hillshade sử dụng một quy mô tùy chọn cho một tỷ lệ của các đơn vị dọc sang ngang. Hướng dẫn khuyến nghị 111120 m / ° cho những thứ như gạch SRTM. Vì vậy, ví dụ, từ trình bao OSGeo4W:

$ gdaldem slope -s 111120 -compute_edges N44E007.hgt N44E007_slope.tif

Các -compute_edgestùy chọn làm cho liền mạch các cạnh hơn, nếu bạn muốn ghép một vài gạch với nhau. Hoặc tính toán gạch cho một khu vực lớn. Nhược điểm của kỹ thuật "tỷ lệ" là khoảng cách theo hướng EW và NS không bằng nhau, ngoại trừ tại đường xích đạo, do đó, đối với các ô gần với cực hơn, có thể có một số sai lệch kỳ lạ về độ dốc.

Nói một cách đơn giản, không có cái nào cả. Theo định nghĩa, một hệ tọa độ dựa trên độ không được chiếu. Theo cách nói chung, chúng tôi nói WGS84 là một phép chiếu "địa lý", nhưng đó là không đúng sự thật, chỉ để thuận tiện.

Tôi nghĩ rằng tôi nhớ đã đọc về một phần mềm hoặc quy trình để làm việc chính xác với các mô hình độ cao trong không gian địa lý không được chiếu nhưng tôi không thể xác định vị trí của nó ngay bây giờ. Trong mọi trường hợp, nó sẽ là một thử nghiệm hoặc tự xây dựng nó từ loại quy trình mã.

Ahhh, đã tìm thấy nó: Phát triển bộ dữ liệu độ dốc toàn cầu để ước tính sự cố sạt lở đất xảy ra do động đất (USGS). Trang 4 mô tả vấn đề tốt

... Độ dài của một độ khác nhau tùy thuộc vào vị trí vĩ độ của nó. Tại xích đạo, khối một độ một độ vuông góc hợp lý khi được chuyển đổi thành đơn vị mét (111.321 mét theo hướng x 110,567 mét theo hướng y ... nhưng gần hơn với các cực trong khoảng cách trong hướng x phát triển nhỏ hơn như là một hàm của cosin vĩ độ, do sự hội tụ của các kinh tuyến. Hầu hết các gói GIS, ArcGIS bao gồm, chỉ hoạt động trên các pixel vuông và do đó sử dụng một yếu tố để điều chỉnh kích thước x, y hoặc z để một đơn vị chung là không thể.

Bài viết tiếp tục mô tả các tính toán cụ thể và các công cụ phần mềm ( gdal , python , numpy ) mà họ đã sử dụng để giải quyết vấn đề cơ bản này. Bài viết không bao gồm mã, nhưng nếu được hỏi độc đáo họ có thể chia sẻ. Trong mọi trường hợp mặc dù tôi có thể chỉ cần hỏi kết quả ở đâu, là USGS có lẽ nó đã trực tuyến ở đâu đó. :)

Các tham số DEM toàn cầu (trong đó hầu hết các công thức dựa trên giả định không gian Euclide) có thể được lấy một cách hiệu quả bằng cách sử dụng hệ thống GRID7I (Bauer-Marschallinger et al. 2014). EQUI7 GRID chia thế giới thành 7 vùng đất, tất cả được chiếu trong hệ thống chiếu tương đương với độ chính xác tối thiểu. Xem ví dụ về DEM toàn cầu ở độ phân giải 250 m trong GRID7I. Tại đây bạn có thể tìm thấy một số mã mẫu cho thấy cách lấy các tham số DEM toàn cầu bằng SAGA GIS. Khi bạn hoàn thành việc lấy các tham số DEM trong hệ thống GRID7, bạn có thể chuyển đổi lại tất cả các bản đồ thành longlattọa độ WGS84 và sau đó tạo một bản sao toàn cầu bằng GDAL.

Độ dốc là tăng / chạy. Tính toán tăng và tính toán chạy và bạn có câu trả lời của bạn. Thật đơn giản để tính khoảng cách giữa các tọa độ địa lý. Điều này sẽ giới thiệu ít lỗi lấy mẫu hơn so với chuyển đổi sang UTM, v.v.