Srovnání variant algoritmů SFD a MFD

Kvantitativní srovnání jednotlivých algoritmů se zaměřuje buď na prostorovou a statistickou distribuci nějaké průtokové veličiny (jako např. topografických indexů; viz např. Costa-Cabral a Burges, 1994), nebo na výkon na geometrických površích, pro které existuje analytické (teoreticky skutečné) řešení (viz např. Tarboton, 1997).

Již ze samotné definice obou algoritmů lze vyvodit, že výsledný obraz flow accumulation při použití SFD bude více diskrétní, bude zjevná tendence tvořit více paralelních toků menších rozměrů, zatímco při použití MFD se bude obraz skládat z menšího počtu toků, více soustředěných a větších rozměrů. Základní vzhled odvodňovací sítě bude samozřejmě totožný při použití SFD i MFD.

Základní příčinou, která stojí za všemi rozdíly mezi SFD a MFD, je disperze odtoku při MFD, resp. soustředěnost odtoku při SFD. Představme si např. říční sítě, které byly vygenerovány prahovou hodnotou flow accumulation (FA) a jejich pixely mají příslušné hodnoty FA. Hodnota FA pixelu představujícího vyústění z povodí je teoreticky vždy vyšší v případě SFD říční sítě, protože odtok je v tomto případě soustředěný a hodnota FA ústí se rovná ploše povodí nad tímto bodem beze ztrát. V případě MFD však ústí potencionálně ztrácí na hodnotě FA po celém obvodu povodí díky disperzi odtoku.

Dalšími důsledky disperze jsou tyto skutečnosti. Říční síť vymezená metodou prahové hodnoty na gridu MFA může být přerušovaná – toto je jedna z mála nevýhod přístupu MFD. Pokud jde o metodu SFD, říční síť může být přerušena pouze v případě, že jsme pracovali s gridem, který nebyl očištěn od sinků – přerušení se pak objeví právě v místě sinku. MFD toky jsou z principu teoreticky kratší, nebo opět zcela mizí – SFD dosahuje prahové hodnoty FA dříve – v kratší vzdálenosti od pramenných oblastí.

Metoda MFD se lépe vyrovnává s konvergencí údolí. Při MFD routing vyplňuje tok větší část údolí omezeného úpatnicemi svahů – toky jsou kratší, ale mohutnější a disperze je limitována úpatnicemi. V případě SFD toků často nevidíme sbíhavost v dílčím údolí a toky jsou orientovány podle orientace gridu (tj. omezení SFD). Naopak když se údolí rozšiřuje, může docházet k přerušení či úplnému chybění MFD toků – jejich tok je rozptýlen ve směru rozbíhajících se spádnic a hodnota FA nedosahuje prahu.

Srovnání pěti ze šesti zde uvedených algoritmů podpořené výsledky analýzy D. Tarbotona je uvedeno včetně statistických a grafických ilustrací v samotné práci.

Nejen přesnost modelování je prioritou při výběru algoritmu. Často i dnes, přes všechny nedostatky, které zde byly uvedeny, je používán a implementován algoritmus D8 s ohledem na jednoduchost a nižší nároky na hardwarový čas.