Cálculo do volume de inundação usando o polígono da planície de inundação LiDAR DEM e HEC-RAS?

Eu tenho um problema irritante de análise de GIS que é conceitualmente bastante direto, mas, na realidade, é mais difícil descobrir….

Basicamente, preciso calcular o VOLUME da água da enchente dentro de uma área inundável de 100 anos, usando o ArcGIS 10.0 (todas as extensões disponíveis).

Meus conjuntos de dados de entrada são:

LiDAR DEM (1m pixel ou 3m pixel) de terreno descoberto (raster)
Várzea de 100 anos (saída da análise USACE HEC-RAS), Polygon Shapefile, mas a tabela de atributos não possui conteúdo útil.

Até agora, cobri os polígonos da planície de inundação sobre a varredura LiDAR, [usando a ferramenta Extract by Mask da Spatial Analyst], para ter as elevações do solo ao longo da borda externa da planície de inundação (pense na parte superior da banheira). O conceito principal é que o topo da planície de inundação caia gradualmente em elevação à medida que você se move das cabeceiras pela bacia hidrográfica.

Então, (esta parece ser a parte impossível), preciso descobrir como posso elevar as elevações ao longo dos pixels da borda externa da planície de inundação raster (saída do Extract by Mask anterior) e estendê-los para a elevação equivalente do outro lado. da planície de inundação e "eleve" todos os pixels entre as duas bordas externas da planície de inundação até o "nível superior" desta planície de inundação de 100 anos.

Depois de ter essa "elevação superior" da água da planície de inundação, devo poder usar as ferramentas CUT AND FILL no ArcGIS para subtrair simplesmente as elevações do LiDAR da "elevação da planície de inundação" e calcular um volume entre essas duas rasters.

Venho pesquisando isso há dias e ainda não encontrei uma solução.

Talvez eu esteja pensando nisso completamente errado?

Eu esperava encontrar outras pessoas que lidaram com esse problema, mas, embora existam problemas semelhantes, nenhum parece oferecer uma solução.

— user15428
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Você poderia fornecer capturas de tela e imagens para ilustrar sua pergunta?

— Taylor H.

Eu já me deparei com isso no passado e ficarei interessado em ver se alguém tem uma solução boa (leia-se: mais fácil do que eu fiz). Eu consegui isso criando linhas perpendiculares à planície de inundação, preenchendo-as com as elevações que se cruzam na planície e interpolando uma varredura inclinada com base nas elevações da linha - mas isso me parece uma solução deselegante. Se nada acontecer, fornecerei mais detalhes em uma resposta.

— JWallace

Não estou usando o HEC-RES, mas, tanto quanto sei, é o modelo hidrodinâmico 1D. Portanto, seus resultados provavelmente vêm como níveis de água nas seções x (não sei de onde você tirou o polígono). Nesse caso, eu interpolava a superfície de suas seções com os níveis de HEC-RAS (com TIN ou alguma outra técnica mais suave como Topo 2 Raster) e depois subtraía o DEM da superfície interpolada, o que deixaria você com profundidades (livre de valores negativos) , profundidades são apenas possíveis). A partir daí, basta multiplicar sua célula por sua área (seu caso 1x1 = 1 ou 3x3 = 9) e, em seguida, somar todas as pixels para obter seu volume.

— Tomek

Concordo com Taylor H - faça o upload de um esboço do que você deseja que isso ajude a entender a natureza exata do problema.

— Hornbydd

Este fórum só permite a publicação de imagens se você tiver uma "reputação" de pelo menos 10. Sendo um novato, só tenho 6 ... desculpe pessoal.

— user15428

Conforme mencionado nos meus comentários e de Tomek acima, essa análise pode ser concluída interpolando uma varredura inclinada das seções transversais existentes do HEC-RAS ou criando suas próprias seções transversais consultando a superfície do lidar. Se você tiver acesso às seções transversais HEC originais (ou seja, as linhas usadas para criar o polígono da extensão da planície de inundação), poderá usá-las como contornos na ferramenta Topo para varredura. A superfície resultante será uma varredura inclinada que representa a superfície de inundação da planície de inundação, que você poderá usar em seus cálculos de Corte / Preenchimento para determinar o volume da inundação.

Como alternativa, na ausência dos dados originais da seção transversal, você pode criar suas próprias linhas de seção transversal e preenchê-las com valores Z a partir da superfície do lidar. Para fazer isso, digitalize as linhas perpendiculares à planície de inundação, terminando nas extensões externas do polígono da planície. Crie essas linhas em intervalos suficientes para capturar a variabilidade da encosta do vale (essa abordagem pode se tornar bastante entediante se você tiver uma grande área de estudo). Você pode consultar os valores de elevação do lidar na interseção de suas linhas XS recém-digitalizadas e usar esses valores para preencher um atributo de elevação para suas linhas XS. As elevações em cada extremidade de suas linhas podem não corresponder exatamente, mas a média dos valores deve se aproximar da elevação da superfície de inundação.

— JWallace
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