Funktionsweise von "Abtrag/Auftrag"

Mit der Spatial Analyst-Lizenz verfügbar.

Mit der 3D Analyst-Lizenz verfügbar.

In einer Abtrag/Auftrag-Operation wird die Höhe eines Terrains durch das Entfernen oder Hinzufügen von Oberflächenmaterial geändert.

Das Werkzeug Abtrag/Auftrag fasst die Flächen und Änderungsvolumen aus einer Abtrag/Auftrag-Operation zusammen. Es bestimmt durch den Vergleich der Oberflächen an einer bestimmten Position in zwei verschiedenen Zeiträumen Regionen, in denen Oberflächenmaterial entfernt wurde, Regionen, in denen Oberflächenmaterial hinzugefügt wurde, und Flächen, in denen die Oberfläche unverändert geblieben ist.

Anwendungen

Mit dem Werkzeug Abtrag/Auftrag können Sie folgende Aktionen ausführen:

• Bestimmen von Regionen mit Sedimenterosion und -ablagerungen in einem Flusstal.
• Berechnen der Volumen und Flächen von zu entfernendem Oberflächenmaterial und Flächen, die aufgetragen werden müssen, um einen Standort für die Errichtung eines Gebäudes zu ebnen.
• In einer Studie das Bestimmen von Flächen, die häufig von einer Schlammlawine überschwemmt werden, um sichere Flächen von stabilem Land für den Bau von Wohngebäuden zu ermitteln.

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Wenn das Werkzeug Abtrag/Auftrag ausgeführt wird, wird standardmäßig ein spezieller Renderer auf es angewendet, der die Positionen des Abtrags und des Auftrags hervorhebt. Die bestimmende Größe hierfür ist die Attributtabelle des Ausgabe-Rasters: Ein negativer Volumenwert weist auf Flächen mit Auftrag (Material wurde hinzugefügt) hin, während ein positiver Volumenwert auf Bereiche hinweist, in denen Material abgetragen (entfernt) wurde.

Ein Beispiel finden Sie in der Abbildung in der Dokumentation zum Werkzeug.

Verwenden von "Abtrag/Auftrag" für die Flussmorphologie

Verwenden wir die Flussmorphologie als Beispiel für die Nachverfolgung der Menge und Position von Erosion und Ablagerungen in einem Flusstal: Im gesamten Tal muss eine Reihe von Querschnitten erfasst und regelmäßig vermessen werden, um Regionen mit Sedimenterosion und -ablagerungen zu bestimmen.

In den folgenden Abbildungen wird ein Seitenprofil eines der Querschnitte auf der Oberfläche gezeigt, auf der durch das Entfernen von Material in einigen Flächen und das Hinzufügen von Material in anderen Flächen Änderungen erfolgt sind.

In der ersten Grafik wird die Oberfläche in ihrem ursprünglichen Zustand gezeigt:

Oberfächenprofil – vorher

In der zweiten Grafik wird die Oberfläche nach einem bestimmen Zeitraum gezeigt, in dem Erosions- und Ablagerungskräfte auf sie gewirkt haben:

Oberfächenprofil – nachher

In der dritten Grafik wird gezeigt, wie das Werkzeug Abtrag/Auftrag die Flächen, in denen Material entfernt (Abtrag) wurde, und die Flächen, in denen Material hinzugekommen ist (Auftrag), bestimmt.

Abtrag/Auftrag – Erosion und Ablagerungen

Berechnungen

In der Attributtabelle des Ausgabe-Rasters werden verschiedene Eigenschaften der Änderung beibehalten.

Bestimmung der Flächen mit verbundenen Ecken

Zunächst wird ab der rechten oberen Ecke jeder Fläche mit verbundenen Ecken, in der Abtrag, Auftrag oder keine Änderung erfolgt ist, ein fortlaufender Wert zugewiesen.

In der folgenden Grafik werden unterschiedliche Konnektivitätstypen veranschaulicht:

Regionen mit Abtrag/Auftrag

Volumenberechnung

Für jede Region mit Abtrag/Auftrag wird das Volumen berechnet. Für jede einzelne Zelle lautet die Volumenformel:

  Vol = (cell_area) * ΔZ

• Dabei gilt:

    ΔZ = ZVorher - ZNachher

Beispiel: Für eine bestimmte Zelle lautet der anfängliche Z-Wert 235, und die Zellengröße beträgt 10 Meter. Wenn die Position um 3 Meter abgetragen wird, lautet das Volumen:

  Vol = (10m * 10m) * (235m - 232m)      = 100m2 * 3m
      = 300m3

Hinweis:

Gemäß der Formel ist das Volumen in Flächen, in denen Material abgetragen wurde, positiv (größerer Wert - kleinerer Wert > 0). Wenn Material hinzugefügt wurde, ist das Volumen negativ (kleinerer Wert - größerer Wert < 0).

Flächenberechnung

Für jede Region mit Abtrag/Auftrag wird auch die Fläche berechnet. Dies ist einfach die Anzahl der Zellen in der Region (Count), multipliziert mit der Zellengröße des Rasters.

Attributtabelle

Ein Beispiel für die Attributtabelle des Ausgabe-Rasters lautet wie folgt:

ObjectID   Value   Count           Volume        Area
       0       1   55819            0.000   258107056
       1       2     707   -137415060.250     3269168
       2       3      65   -114913516.625      300560
       3       4     810   1235057106.000     3745440

Positive Werte für das Volumen geben an, dass Material abgetragen (entfernt) wurde, und negative Werte geben Flächen an, in denen Material aufgetragen (hinzugefügt) wurde.