河川次数の割り当ては、河川ネットワークのリンクに次数を割り当てる方法です。 この次数は、支流の数に基づいて河川のタイプを特定し分類する方法です。 河川の一部の特性は、単純にその次数を確認することで推測できます。
たとえば、一次河川は地表の流れが大部分を占めており、上流に集中する流れはありません。 このため、ポイント ソース以外の汚染問題が最も発生しやすく、広い範囲の川岸バッファーから得られるメリットが、集水域の他の領域よりも大きくなります。
河川次数ラスターの作成ツールでは、次数を割り当てるために 2 つの手法を使用できます。 これらは、Strahler (1957) および Shreve (1966) から提案された方法です。
どちらの方法でも、上流の河川セグメントまたは外部リンクには、常に次数 1 が割り当てられます。
Strahler の方法
Strahler 法では、支流のないすべてのリンクに次数 1 が割り当てられ、一次と呼ばれます。
河川次数は、同じ次数の河川が交差すると増加します。 そのため、2 つの一次リンクの交差によって二次リンクが作成され、2 つの二次リンクの交差によって三次リンクが作成される (以下同) ことになります。 ただし、異なる次数の 2 つのリンクが交差しても次数は増えません。 たとえば、一次リンクと二次リンクの交差によって三次リンクは作成されず、リンクの中で最も大きい次数 (この場合は二次) が維持されます。
Strahler 法は、最もよく使用されている河川次数割り当て方法です。 ただし、この方法では同じ次数の交差でのみ次数が増加するので、すべてのリンクが考慮に入らず、リンクの追加または削除の影響を受けやすくなります。
Shreve の方法
Shreve 法は、ネットワーク内のすべてのリンクを考慮に入れます。 Strahler 法と同様に、すべての外部リンクには次数 1 が割り当てられます。 ただし、Shreve ではすべての内部リンクの次数が加算されていきます。 たとえば、2 つの一次リンクの交差によって二次リンクが作成され、一次リンクと二次リンクの交差によって三次リンクが作成され、二次リンクと三次リンクの交差によって五次リンクが作成されます。
次数が加算されるので、Shreve 法による数値は、次数ではなく等級と呼ばれることがあります。 Shreve 法のリンクの等級は、上流方向のリンクの数です。
参考文献
Tarboton, D. G., R. L. Bras, and I. Rodriguez-Iturbe. 1991. On the Extraction of Channel Networks from Digital Elevation Data. Hydrological Processes. 5: 81-100.