O índice topográfico de umidade pode ser expresso como
Ln(a/tanB) based on the idea of Beven and Kirkby (1979)
Onde
a is the specific catchment area (a=A/L, catchment area (A)divided by contour length(L))
e
tanB is the slope
A idéia básica aqui é simples, mas como existem várias maneiras de calcular tanto a quanto tanB, os resultados de um TWI podem variar amplamente (Qin et al. 2011).
A área de captação e acumulação de vazão pode ser calculada, por exemplo:
D8 (O'Callaghan, J.F. / Mark, D.M. (1984))
D-infinity (Tarboton, D.G. (1997)
Triangular Multiple flow direction (Seibert, J. / McGlynn, B. (2007)
algoritmos, e existem muitos outros algoritmos disponíveis também.
A inclinação é geralmente calculada como a inclinação local ao redor do pixel (Sorensen et al. 2005). A inclinação local também pode ser calculada como inclinação mínima, média e máxima ao redor do pixel. Outra maneira de calcular a inclinação é apresentada por Hjerdt et al. 2004, onde a inclinação é calculada até um ponto d metros abaixo do centro da célula.
O Slope é uma ferramenta básica na maioria dos softwares GIS, porém o cálculo pode ser diferente. Aqui estão alguns exemplos: ESRI: http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/index.cfm?TopicName=Calculating_slope SAGA: http://sourceforge.net/apps/trac/saga-gis/wiki/Terrain% 20Analysis% 20-% 20Morphometry% 20module% 20library
Como você pode ver, existem muitas opções disponíveis para calcular a e tanB. Então, a questão é, na prática, qual é a melhor (melhor) maneira correta de calcular o TWI usando diferentes algoritmos? Ou existe algum?
Pessoalmente, gosto de trabalhar na SAGA, principalmente porque há uma grande variedade de ferramentas de hidrologia de código aberto.
Ps Estou tendo dificuldade para descobrir exatamente como a inclinação da bacia é calculada no Saga GIS, e exatamente o que isso significa aqui. (Análise de terreno - hidrologia: área de captação paralela).
EDITADO: Respondido por Volker Wichmann dos fóruns da SAGA: "A grade de saída da inclinação da bacia hidrográfica (Parallel) é calculada da seguinte forma: para cada célula, a inclinação local é calculada usando a abordagem de Zevenbergen & Thorne. Esses valores de inclinação são declive acumulado. Finalmente, para cada célula, os valores do declive acumulado são divididos pela área de captação derivada da célula. A unidade da grade é radiana. "
"O módulo Índice de Umidade Topográfica (TWI) requer uma grade de inclinação normal como entrada".
Referências:
Beven e Kirkby 1979. Um modelo de área de contribuição variável de base física da hidrologia da bacia. Hydrological Sciences Bulletin, 24, pp. 43–69.
Hjerdt et al. 2004. Um novo índice topográfico para quantificar controles de declive na drenagem local. Pesquisa de Recursos Hídricos , 40, W05602, doi: 10.1029 / 2004WR003130.
O'Callaghan, JF e Mark, DM 1984. A extração de redes de drenagem a partir de dados de elevação digital. Visão computacional, gráficos e processamento de imagens , 28: 323-344
Qin et al. 2011. Uma abordagem para calcular o índice de umidade topográfica com base no gradiente máximo de declive. Precisão Agric 12: 32–43.
Seibert, J. e McGlynn, B. 2007. Um novo algoritmo triangular de direção de fluxo múltiplo para computar áreas de subida a partir de modelos de elevação digital em grade, Water Ressources Research , vol. 43, W04501
Sorensen et al. 2005. No cálculo do índice de umidade topográfico: avaliação de diferentes métodos com base em observações de campo. Hydrol. Earth Sys. Sci. Discutir. 2, 1807-1834
Tarboton, DG 1997. Um novo método para a determinação de direções de fluxo e áreas de declive em modelos de elevação digital de grade, Water Ressources Research , Vol.33, No.2, p.309-319