Il s'agit en quelque sorte d'une question théorique découlant de certaines discussions avec des collègues sur le thème des implications avec la délimitation des bassins avec des données projetées (par exemple, Albers Equal Area) vs non projetées (NAD 83) dérivées d'un DEM de 10 m qui est dans NAD 83.
Certains ont déclaré que ce n'était pas un problème car les valeurs calculées à partir de données non projetées sont simplement ajustées si vous décidez de projeter.
Je ne suis pas sûr que ce soit le cas, car il existe des différences inhérentes entre les données d'un système de coordonnées géographiques et les données projetées. J'ai essayé un exemple en passant par la routine en commençant par des données DEM non projetées, puis j'ai testé le même site avec des données DEM projetées. Les étapes ont été effectuées pour les deux (tous les travaux ont été effectués dans ArcGIS 9.3.1) en utilisant des données DEM de 10 m.
Une exécution a été effectuée à l'aide d'un DEM dans NAD 83, et la deuxième exécution a été effectuée en projetant le même DEM dans USA_Contiguous_Albers_Equal_Area_Conic_USGS_version.
- dériver la direction du flux à l'aide de l' outil de géotraitement FlowDirection_sa
- dériver l'accumulation de flux à l'aide de l'outil FlowDirection_sa
- enclenchez le point d'écoulement à une distance de 50 mètres
- délimiter le bassin versant à l'aide de l' outil Watershed_sa
En comparant les deux, j'ai pu remarquer une différence visuelle entre l'affichage des grilles de direction du flux.
REMARQUE: après plus de recherches ultérieures, je pense que l'effet de segmentation est dû au fait de ne pas utiliser de rééchantillonnage CUBIC mais en utilisant par erreur la valeur par défaut NEAREST dans l'outil ArcGIS Project Raster. Je ne pense pas que cela fournisse une sorte de résolution à ce débat ...
Directions d'écoulement à l'aide de DEM non projeté
Directions d'écoulement en utilisant le DEM projeté
Je comprends que la comparaison visuelle n'est pas 100% scientifique mais peut être un bon point de départ.
Par conséquent, il y avait une différence entre le point d'écoulement et la façon dont il s'est cassé pour chaque analyse. Et, il y avait une différence nette dans les bassins versants dérivés étant donné la façon dont l'outil de point d'écoulement instantané a décidé de s'aligner en fonction des ensembles de données projetés / non projetés respectifs. Le bassin versant indiqué en vert est le bassin versant dérivé à l'aide du MNT projeté et des données dérivées d'altitude dérivées projetées subséquentes. Le bassin versant indiqué dans le contour violet est le bassin versant dérivé à l'aide des données DEM non projetées.
Le bassin versant
Je suis tombé sur ces deux autres threads de forum SIG (liens ci-dessous) qui discutent de ce problème dans les anciens forums ESRI, mais je ne sais toujours pas comment l'outil de direction de flux fonctionne par rapport aux données projetées vs non projetées (je comprends le concept d'écoulement hydrologique et de direction d'écoulement cependant). Si chaque cellule a toujours la même valeur d'élévation dans un DEM projeté par rapport à un DEM non projeté (est-ce correct?), Pourquoi y a-t-il une différence dans un raster de direction d'écoulement dérivé des données projetées par rapport à un dérivé des données DEM dans NAD83?
http://forums.esri.com/Thread.asp?c=93&f=995&t=292503
http://forums.esri.com/Thread.asp?c=93&f=995&t=290652
En outre, des différences seraient-elles théoriquement moins problématiques si vous faisiez des délimitations dans une latitude plus élevée comme le parc national de Shenandoah en Virginie par rapport aux délimitations dans l'État du Texas?
J'ai parlé à un expert en cartographie qui pensait que la distorsion est-ouest que vous obtenez lorsque vous vous éloignez de l'équateur pourrait probablement être un problème (comme la façon dont sur certaines cartes le Canada est extrêmement gonflé et déformé), en ce sens que si vous êtes plus que À 10 degrés de latitude de l'équateur, ils pensaient que les données projetées étaient la voie à suivre si vous vous souciez de la précision.
Une inconnue majeure est le niveau d'incertitude des bassins délimités à l'aide de données non projetées que nous essayons de maîtriser. Il y a une différence, mais quelle est l'ampleur?
Merci à tous ceux qui peuvent fournir une réponse directe à cette discussion, ou tout simplement un aperçu utile à ce sujet.
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La principale question qui nous intéresse / nous préoccupe est de savoir s'il y aura des problèmes de précision avec les bassins versants délimités à la suite du démarrage du processus en utilisant un DEM non projeté.
Donc, si je comprends bien la réponse, les bassins délimités devraient être bien en termes de représentation de la zone de drainage pour un point d'écoulement? Il semble cependant que si les directions d'écoulement sont erronées, cela entraînera une erreur dans le bassin versant délimité final.
C'est un sujet très intéressant et vraiment important - je n'ai pas encore vu de rapport ou de documentation indiquant qu'il est OK d'utiliser des données projetées par l'ONU pour délimiter les bassins versants. J'ai mis en place des conférences techniques de la conférence des utilisateurs ESRI dirigées par l'ingénieur développeur principal de l'extension Spatial Analyst (qui héberge les outils d'hydrologie) où ils ont dit que vous devriez également utiliser une projection de zone égale (telle que la zone égale d'Albers).
De plus, il ne semble pas y avoir de norme "biblique" faisant autorité sur la façon de procéder - il semble simplement que c'est une approche de facto presque reconnue pour projeter les données avant de calculer vos dérivées d'élévation.
Nulle part je n'ai été en mesure de trouver une réponse concise et directe quant à la façon dont cela affecte le calcul de la direction du débit et, par la suite, la délimitation d'un bassin versant.
Et, si vous finissez par travailler avec des bassins versants délimités à l'aide de données DEM non projetées et que vous projetez ensuite ces bassins versants, l'inexactitude n'est-elle pas toujours là (par exemple, en termes de détermination d'une zone de bassin versant ou d'autres caractéristiques telles que les proportions de couverture terrestre, etc.)?
De plus, je suppose que la projection d'un raster de direction de flux dérivé d'un DEM non projeté ne corrige pas non plus les erreurs car les données source n'ont pas été projetées ....
merci - appréciez toutes les informations supplémentaires que vous pouvez fournir
EDIT - 20110331
@whuber:
merci pour cette discussion approfondie. Nous avons étudié davantage ce problème et avons trouvé des références qui suggèrent qu'il est préférable de ne pas projeter le DEM avant d'obtenir le répertoire de flux, l'accumulation de flux et la délimitation.
Une réponse par e-mail d'une source anonyme (mais qui est une personne de bonne réputation), lorsqu'on lui a posé la question de 1.) projet DEM 2.) production de dérivés OU 1.) production de dérivés 2.) projet DEM a déclaré:
En un mot, cela dépend du dérivé. Pour les dérivées continues qui seront visualisées, vous devez dériver puis projeter - cela réduit le risque que les artefacts de limite de tuile soient améliorés ou introduits (par l'algorithme de projection), puis transmis à la dérivée si vous projetez d'abord le DEM. L'exception à cela est lorsque vous utilisez également la distance ou la zone comme base pour votre calcul de dérivée. Ceci est bien sûr relatif à la taille des distances / zones et à la distance acceptable à laquelle vous pouvez vous éloigner de l'équateur. Imaginez donc que pour des dérivés comme la pente ou l'ombrage, qui dépendent de la taille des cellules, il y a des conséquences. Ces dérivés seront plus précis à l'équateur, et la précision se dégradera considérablement au-delà de 60 degrés nord ou sud. Dans les deux cas, je suppose que le DEM couvre une très grande zone (plus large que 1,5 zones UTM) et une approche traditionnelle basée sur des tuiles où les tuiles sont soit arbitraires soit conformes aux normes existantes comme les limites de feuille USGS Quad. Dire ainsi l'implication est qu'une grande partie de cette réflexion est antérieure aux mosaïques, que je suis moins en mesure de commenter. La principale préoccupation pour moi serait de savoir à quel point les tuiles DEM sont bien assorties. S'ils sont bien appariés (comme NED), je m'attends à ce que les choses fonctionnent bien, les dérivés étant dérivés des tuiles (en tant que fonctions appliquées à la mosaïque), puis ils sont affichés à la volée. S'ils ne sont pas bien appariés, alors poubelle, poubelle. Revenons à votre question initiale, je pense que si ce ne sont que des limites de bassin versant,
Ils ont poursuivi en disant:
La raison pour laquelle je m'en tiendrai à la méthodologie non projetée est que nous utilisons des rasters qui sont en eux-mêmes un dérivé de DEM (que nous n'avons généralement pas, mais pensons que le nuage de points LiDAR). Pour les rasters qui couvrent de très grandes zones, comme les continents à des niveaux de résolution relativement fins, la projection vers quelque chose comme Albers entraînera la perte ou l'introduction d'informations, lorsque le raster utilise des cellules de taille régulière (comme le font les rasters d'Esri). Cela signifie que des outils comme Flow Accumulation produiront des résultats basés sur des informations partielles ou interpolées. Fondamentalement, tous les algorithmes de projection appliqués aux rasters poseront des problèmes dès qu'il y aura une expansion ou un rétrécissement supérieur à la distance d'une largeur de pixel (des projections comme Albers peuvent introduire des erreurs en introduisant de nouveaux pixels entre deux anciens). En dérivant de ces moyens, le potentiel d'erreur cumulative est élevé.
Cela semble suggérer le contraire - que la projection introduit plus de bruit, sauf si vous obtenez au-dessus de 60 degrés de latitude.
Nous avons également rencontré des sources publiées qui suggèrent que l'approche non projetée est acceptable pour les petits bassins versants (2 derniers paragraphes de la section 1.6) de Distributed Hydrologic Modeling for GIS (Vieux, 2004): http: //www.springerlink. com / content / x877238532533g20 / fulltext.pdf
Donc, en fin de compte, cela se résume-t-il à une question de 1.) où vous travaillez sur la surface de la terre 2.) l'échelle à laquelle vous travaillez, et 3.) si le bruit introduit par une projection qui préservera mieux les attributs qui affectent l'algorithme de direction du flux est inférieur à la distorsion introduite par les données non projetées (l'avantage augmentant à mesure que vous vous déplacez vers les pôles) pour déterminer si vous devez projeter vers quelque chose comme conforme, ou si cela n'a pas d'importance?
Lorsque vous commencez à creuser dans ce sujet, il semble que le consensus le plus large est de projeter, mais certains semblent dire que ce n'est pas une règle stricte et rapide.