شبکه آبراهه در ArcMap به همراه مرز حوضه آبریز در 20 دقیقه

شبکه آبراهه در ArcMap

استخراج شبکه آبراهه و مرز watershed در ArcMap

در این آموزش شبکه آبراهه در ArcMap از روی لایه ارتفاعی یا DEM استخراج می شود. داشتن شبکه آبراهه در مطالعات حوضه های آبریز در مسائلی از قبیل تخمین سیلاب، تخمین رسوب و مسائل مدیریت منابع آب و آبخیزداری حائز اهمیت است. برای استخراج شبکه آبراهه در نرم افزار ArcMap از ابزارهای بخش Hydrology استفاده می شود. در کل برای استخراج شبکه آبراهه باید گام های اصلی دنبال شود.

گام اول: وارد کردن لایه ارتفاعی

پیش نیاز تولید لایه شبکه آبراهه در ArcMap داشتن لایه ارتفاعی منطقه است. می توان لایه ارتفاعی منطقه را وبسایت USGS و از بخش Digital Elevation دریافت کرد.

گام دوم: پرکردن چاله ها با دستور Fill

در گام دوم فرایند استخراج شبکه آبراهه در ArcMap نیاز است تا از دستور Fill استفاده شود تا چاله ها و گودال های احتمالی که مانع از شکل گیری جریان هستند را پر شود.

گام سوم: تشکیل لایه جهت جریان با ابزار Flow Direction

لازم است تا با استفاده از ابزار Flow Direction جهت زهکشی آب از هر پیکسل شناسایی شود. در واقع هر پیکسل به گودترین پیکسل مجاور خود زهکشی می شود. در فضای ArcMap جهت زهکشی با کد و رنگ خاصی نشان داده می شود. در واقع 8 کد برای جهات مختلف زهکشی مشابه شکل زیر وجود دارد.

به عنوان مثال لایه جهت جریان تولید شده برای ویدیو آموزشی این بخش در شکل زیر نشان داده شده است.

گام چهارم: تشکیل لایه جریان تجمعی (Flow Accumulation)

اهمیت تولید این لایه برای استخراج شبکه آبراهه است. در واقع این لایه که به کمک ابزار Flow Accumulation تولید می شود، تعیین می کند که به هر پیکسل چه تعداد از پیکسل های بالادست زهکشی می شوند. به عنوان مثال لایه جریان تجمعی که در این آموزش تولید شده است به صورت زیر است.

گام پنجم: تعیین مرز حوضه آبریز

می توان با داشتن یک نقطه به عنوان خروجی و با استفاده از ابزار watershed براحتی مرز حوضه زهکشی بالادست آن نقطه را به دست آورد. به عنوان مثال اگر خواسته باشید محدوده زهکشی به یک ایستگاه هیدرومتری را استخراج کنید، این ابزار کمک کننده خواهد بود. برای توضیحات بیشتر و روندکار حتما ویدیو را مشاهده کنید.

گام ششم: تعیین حد آستانه شبکه آبراهه

در استخراج شبکه آبراهه در ArcMap نیاز دارید که با کمک یک حد آستانه پیکسل هایی که جزوی از شبکه رودخانه هستند را از دیگر پیکسل ها مجزا کنید. این کار را میتوان با درنظر داشتن حداقل مساحت زهکشی بالادست یک پیکسل و تبدیل آن به تعداد پیکسل های معادل و سپس استفاده از دستور Raster Calculator انجام داد. نمونه خروجی دستور Raster Calculator با درنظر گرفتن حد آستانه 782 پیکسل معادل با مساحت زهکشی 5 کیلومتر مربع به صورت زیر به دست آمده است. در این شکل خطوط سبز رنگ پیکسل هایی هستند که تعداد پیکسل های زهکشی شده به آن ها بیشتر از حد آستانه 782 پیکسل است.

گام هفتم: تولید شبکه آبراهه

در نهایت برای تولید شبکه آبراهه در ArcMap می توان ابزار stream link را بر لایه تولید شده در گام ششم اعمال کرد. پس از آن می توان خروجی stream link را به ابزار stream to feature داد تا شبکه آبراهه را به صورت یک لایه وکتوری تولید کند.

آنچه که شما در این آموزش یاد خواهید گرفت، استخراج مرز و شبکه آبراهه از روی لایه ارتفاعی است. شکل زیر خروجی نهایی کار را نشان می دهد. در این شکل مرز حوضه با رنگ زرد، شبکه آبراهه با رنگ آبی و خروجی حوضه با مثلث مشکی نشان داده شده است.