SFD
MFD
(převzato z Arge et al., 2001)
Teorie flow direction
SFD a MFD jsou obecně algoritmy pro výpočet odtoku čehokoli v GIS. Při analýze terénu existují dvě fundamentální úlohy – směr odtoku (tečení, flow routing) a akumulace odtoku (flow accumulation). Úloha flow routing přiřazuje každému bodu směr odtoku (flow direction, drainage direction, local drain direction), určuje způsob, jakým je uskutečňován tok z buňky do jedné nebo více níže položených buněk, a globálně tak modeluje tečení vody terénem. Můžeme tak mluvit o jisté cestě nebo linii toku (flow path), která spojuje sousední pixely, mezi kterými je uskutečňován tok. Flow accumulation kvantifikuje, kolik vody teče skrz každý pixel. Za sousedy centrálního pixelu považujeme obvykle osm buněk okolo; v některých aplikacích se setkáváme s okolím, které tvoří jen čtyři bezprostředně sousedící buňky. Gradient ve vztahu k sousední buňce je definován jako poměr výškového rozdílu k horizontální vzdálenosti.
Základní a principielní rozlišení algoritmů pro výpočet flow direction je následující:
1. SFD – single flow direction = jednoduchý směr odtoku
voda z pixelu teče pouze jedním směrem (každý pixel je jednoznačně příslušný k jedinému povodí), ve směru souseda s největším gradientem;
2. MFD – multiple flow direction = mnohonásobný směr odtoku
voda z pixelu může odtékat více směry (pixel může patřit do více než jednoho povodí), jednotkový objem toku je poměrně rozdělen mezi všechny nebo vybrané nižší sousedy.
|
|
|
|
SFD |
MFD |
|
(převzato z Arge et al., 2001) |
|
Z této definice je zřejmé, že ani SFD, ani MFD přímo nepřiřazují hodnotu flow direction pixelům bez nižších sousedů. Pro potřeby modelování však potřebujeme, aby bylo výsledné pole spojité. Právě tyto podmínky (postup výběru sousedů, do nichž směřuje odtok, dále přiřazení hodnot FD pixelům bez nižších sousedů a poměrné rozdělení jednotkového objemu toku mezi nižší sousedy při MFD) dávají prostor pro variabilitu při konstrukci vlastního algoritmu, a dávají tak vzniknout variantám dvou základních algoritmů.
Srovnání variant algoritmů SFD a MFD
Vliv velikosti pixelu na použití SFD nebo MFD