GRASS-HRU
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[[Bild:Grasshru.png|thumb|rechts|GRASS-HRU]]Die gesamte Prozesskette zur HRU-Ableitung wurde in GRASS-GIS und service-orientiert umgesetzt. Es erfolgt eine strikte Trennung von Ausführungs- und Bedienungsumgebung durch Verwendung einer vorkonfigurierten, virtuellen Maschine, welche die Aufbereitung der Daten sowie die Berechnung der HRUs in GRASS-GIS übernimmt. Ein für QGIS entwickeltes Plug-In schafft eine intuitive, Wizard-gesteuerte und transparente Umgebung zur Abarbeitung der Prozesskette. | [[Bild:Grasshru.png|thumb|rechts|GRASS-HRU]]Die gesamte Prozesskette zur HRU-Ableitung wurde in GRASS-GIS und service-orientiert umgesetzt. Es erfolgt eine strikte Trennung von Ausführungs- und Bedienungsumgebung durch Verwendung einer vorkonfigurierten, virtuellen Maschine, welche die Aufbereitung der Daten sowie die Berechnung der HRUs in GRASS-GIS übernimmt. Ein für QGIS entwickeltes Plug-In schafft eine intuitive, Wizard-gesteuerte und transparente Umgebung zur Abarbeitung der Prozesskette. | ||
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===Schritt 1: Preparation=== | ===Schritt 1: Preparation=== | ||
| + | *Es besteht die Möglichkeit, lokale Senken im DGM zu entfernen. Falls das vorliegende DGM noch nicht gefüllt wurde, ist ''default filling'' aus der Methodenliste auszuwählen. | ||
| + | *Für die zu berechnende Hangneigung und Hangausrichtung sind keine weiteren Eingaben nötig. | ||
[[Bild:Grass_hru_3.jpg]] | [[Bild:Grass_hru_3.jpg]] | ||
===Schritt 2: Reclass=== | ===Schritt 2: Reclass=== | ||
| + | *Über die verschiedenen Reiter (DEM, Slope und Aspect) erfolgt die Klassifikation der entsprechenden Karte. | ||
| + | *Die Standardbereiche bzw. -werte können jeweils übernommen oder angepasst werden. Im Falle einer Modifizierung ist darauf zu achten, dass die jeweiligen Minima und Maxima nicht unter- bzw. überschritten werden. | ||
| + | *Soll ein Datensatz nicht in HRU-Ausweisung einfließen, so kann dieser abgewählt werden (Checkbox ''not required''). | ||
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===Schritt 3: Waterflow=== | ===Schritt 3: Waterflow=== | ||
| + | *Zur Ableitung des Gewässernetzes, der Fließakkumulation und -richtung sowie der Teileinzugsgebiete ist die Eingabe eines Schwellenwerts ''Minimum Size Of Basins'' erforderlich. | ||
| + | *Dieser Parameter bestimmt u.a. den Detailgrad des Gewässernetzes bzw. die Anzahl der Teileinzugsgebiete. Der Schwellenwert legt die Größe des kleinsten, abzuleitenden Teileinzugsgebiets fest und ist in Zellen (Pixelanzahl) anzugeben. | ||
| + | *Beispiel: Ein Wert von 1500 (und eine angenommene Auflösung von 25m) führt zur Ausweisung von Teileinzugsgebieten größer als (1500*25*25)/1000000 = 0.9375km² ~ 1km². | ||
| + | [[Bild:Grass_hru_5.jpg]] | ||
===Schritt 4: Outlet Watersheds=== | ===Schritt 4: Outlet Watersheds=== | ||
| + | *Folgende Teilschritte sind für die Berechnung einer Karte der an Pegeln abgeleiteten Teileinzugsgebiete notwendig: | ||
| + | *#Pegel- und Gewässernetzkarte ganz nach oben in der Legende verschieben, so dass beide Datensätze sichtbar werden. | ||
| + | *#Mit dem Zoom-Werkzeug überprüfen, ob die einzelnen Pegel exakt auf dem abgeleiteten Gewässernetz liegen. Falls nicht, mit Hilfe des Werkzeugs zum Verschieben von Vektorpunkten den Pegel-Layer so abändern, dass '''alle Pegel im Einzugsgebiet''' auf den Gewässerabschnitten liegen. Dafür wie folgt vorgehen: | ||
| + | *##Pegel-Layer in der Legende markieren und Vektor-Bearbeitungsmodus [[Bild:Qgis_tool_1.jpg|30px]] von QuantumGIS aktivieren | ||
| + | *##Tool zum Verschieben von Vektorpunkten [[Bild:Qgis_tool_2.jpg|30px]] starten und Pegel auf die entsprechenden Gewässerabschnitte verlegen | ||
| + | *##Zum Abschluß den Bearbeitungsmodus durch erneutes Klicken auf [[Bild:Qgis_tool_1.jpg|30px]] verlassen und das Speichern der Änderungen bestätigen | ||
| + | *#Haben alle Pegel im Einzugsgebiet die korrekte Position auf dem Gewässernetz, müssen die für die Berechnung relevanten Pegel schließlich markiert werden - hierfür das Markierungs-Werkzeug [[Bild:Qgis_tool_3.jpg|30px]] verwenden. | ||
| + | *In der Auswahlliste ''Name of corresponding attribute (ID)'' die Bezeichnung des Shapefile-Attributes wählen, welches eine eindeutige Kennziffer ('''ganzzahlig und > 0''', z.B. Pegel-ID) für jeden Pegel repräsentiert. | ||
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===Schritt 5: Overlay=== | ===Schritt 5: Overlay=== | ||
| + | *Bei der Verschneidung aller Datenlayer (bestimmte Layer können durch Abwählen auch unberücksichtigt bleiben) entstehen Kleinstflächen, welche als HRUs ungeeignet sind und deswegen eliminiert werden sollten. | ||
| + | *Zu diesem Zweck wird ein Schwellenwert definiert (''Size of smallest area to remove''), welcher die Minimumgröße einer HRU (in Zellen) festlegt. | ||
| + | *Beispiel: Ein Wert von 8 (und eine angenommene Auflösung von 25m) führt zur Ausweisung von HRUs, welche größer als (8*25*25) = 5000m² =0.5ha sind. | ||
| + | [[Bild:Grass_hru_7.jpg]] | ||
===Schritt 6: Topology=== | ===Schritt 6: Topology=== | ||
| + | *Für die Bestimmung der topologischen Verknüpfung von HRUs (und Gewässersegmenten) ist keine gesonderte Parametereingabe erforderlich. | ||
| + | *Das Modul berechnet | ||
| + | **die N:1 Topologie (HRUs können in nur eine benachbarte HRU/einen Gewässerabschnitt entwässern) | ||
| + | **die N:M Topologie (HRUs können in mehrere benachbarte HRUs/Gewässerabschnitte entwässern) | ||
| + | **die Gewässertopologie (topologische Verknüpfung aller Gewässersegmente) | ||
| + | *Die Option ''Enable discrete reaches'' ist eine Erweiterung des Verfahrens zur Topologie-Ableitung und momentan in der Entwicklung noch nicht abgeschlossen. | ||
| + | [[Bild:Grass_hru_8.jpg]] | ||
===Schritt 7: Statistics=== | ===Schritt 7: Statistics=== | ||
| + | *Die bis hierher im Rasterformat vorliegende HRU-Karte (GeoTiff) wird in diesem Schritt in ein Shapefile konvertiert, wobei ausgewählt werden kann, welche zusätzlichen Eigenschaften einer einzelnen HRU in die Attributtabelle übernommen bzw. berechnet werden sollen. | ||
| + | [[Bild:Grass_hru_9.jpg]] | ||
Aktuelle Version vom 28. März 2014, 17:29 Uhr
Inhaltsverzeichnis |
Download und Installation von GRASS-HRU
NEU - Installer verwenden:
| Download-Link | |
|---|---|
| Installer (Win XP/Vista/7) | ILMS_MIN-3.1.zip |
| Update (*.upd) [07.06.13] | grass-hru.upd |
| Update-Anleitung | GRASS-HRU_Update-Guideline.pdf |
Dokumentation im Verzeichnis /docs oder hier: http://www.geoinf.uni-jena.de/~c3schs/grass-hru/ILMS_Installation_Guideline_2.4.pdf
Details zur HRU-Ableitung unter Verwendung des Wizards
Schritt 0: Setup
- Auswahl des digitalen Geländemodells (DGM) im GeoTiff-Format sowie eines Pegeldatensatzes im Shapefile-Format, jeweils über den Datei-Button neben dem Eingabefeld.
- Auswahl zusätzlicher Datenlayer (Landnutzung, Boden, Geologie) durch den Hinzufügen-Button rechts neben der Data Layer Tabelle.
- Aufziehen einer Bounding-Box (erster Links-Klick: Eckpunkt links oben, zweiter Links-Klick: Eckpunkt rechts unten, Rechtsklick: Bounding-Box löschen). Die entstandene Bounding-Box sollte das komplette, zu untersuchende Einzugsgebiet umschließen.
Schritt 1: Preparation
- Es besteht die Möglichkeit, lokale Senken im DGM zu entfernen. Falls das vorliegende DGM noch nicht gefüllt wurde, ist default filling aus der Methodenliste auszuwählen.
- Für die zu berechnende Hangneigung und Hangausrichtung sind keine weiteren Eingaben nötig.
Schritt 2: Reclass
- Über die verschiedenen Reiter (DEM, Slope und Aspect) erfolgt die Klassifikation der entsprechenden Karte.
- Die Standardbereiche bzw. -werte können jeweils übernommen oder angepasst werden. Im Falle einer Modifizierung ist darauf zu achten, dass die jeweiligen Minima und Maxima nicht unter- bzw. überschritten werden.
- Soll ein Datensatz nicht in HRU-Ausweisung einfließen, so kann dieser abgewählt werden (Checkbox not required).
Schritt 3: Waterflow
- Zur Ableitung des Gewässernetzes, der Fließakkumulation und -richtung sowie der Teileinzugsgebiete ist die Eingabe eines Schwellenwerts Minimum Size Of Basins erforderlich.
- Dieser Parameter bestimmt u.a. den Detailgrad des Gewässernetzes bzw. die Anzahl der Teileinzugsgebiete. Der Schwellenwert legt die Größe des kleinsten, abzuleitenden Teileinzugsgebiets fest und ist in Zellen (Pixelanzahl) anzugeben.
- Beispiel: Ein Wert von 1500 (und eine angenommene Auflösung von 25m) führt zur Ausweisung von Teileinzugsgebieten größer als (1500*25*25)/1000000 = 0.9375km² ~ 1km².
Schritt 4: Outlet Watersheds
- Folgende Teilschritte sind für die Berechnung einer Karte der an Pegeln abgeleiteten Teileinzugsgebiete notwendig:
- Pegel- und Gewässernetzkarte ganz nach oben in der Legende verschieben, so dass beide Datensätze sichtbar werden.
- Mit dem Zoom-Werkzeug überprüfen, ob die einzelnen Pegel exakt auf dem abgeleiteten Gewässernetz liegen. Falls nicht, mit Hilfe des Werkzeugs zum Verschieben von Vektorpunkten den Pegel-Layer so abändern, dass alle Pegel im Einzugsgebiet auf den Gewässerabschnitten liegen. Dafür wie folgt vorgehen:
- Pegel-Layer in der Legende markieren und Vektor-Bearbeitungsmodus
von QuantumGIS aktivieren
- Tool zum Verschieben von Vektorpunkten
starten und Pegel auf die entsprechenden Gewässerabschnitte verlegen
- Zum Abschluß den Bearbeitungsmodus durch erneutes Klicken auf verlassen und das Speichern der Änderungen bestätigen
- Pegel-Layer in der Legende markieren und Vektor-Bearbeitungsmodus
- Haben alle Pegel im Einzugsgebiet die korrekte Position auf dem Gewässernetz, müssen die für die Berechnung relevanten Pegel schließlich markiert werden - hierfür das Markierungs-Werkzeug
verwenden.
- In der Auswahlliste Name of corresponding attribute (ID) die Bezeichnung des Shapefile-Attributes wählen, welches eine eindeutige Kennziffer (ganzzahlig und > 0, z.B. Pegel-ID) für jeden Pegel repräsentiert.
Schritt 5: Overlay
- Bei der Verschneidung aller Datenlayer (bestimmte Layer können durch Abwählen auch unberücksichtigt bleiben) entstehen Kleinstflächen, welche als HRUs ungeeignet sind und deswegen eliminiert werden sollten.
- Zu diesem Zweck wird ein Schwellenwert definiert (Size of smallest area to remove), welcher die Minimumgröße einer HRU (in Zellen) festlegt.
- Beispiel: Ein Wert von 8 (und eine angenommene Auflösung von 25m) führt zur Ausweisung von HRUs, welche größer als (8*25*25) = 5000m² =0.5ha sind.
Schritt 6: Topology
- Für die Bestimmung der topologischen Verknüpfung von HRUs (und Gewässersegmenten) ist keine gesonderte Parametereingabe erforderlich.
- Das Modul berechnet
- die N:1 Topologie (HRUs können in nur eine benachbarte HRU/einen Gewässerabschnitt entwässern)
- die N:M Topologie (HRUs können in mehrere benachbarte HRUs/Gewässerabschnitte entwässern)
- die Gewässertopologie (topologische Verknüpfung aller Gewässersegmente)
- Die Option Enable discrete reaches ist eine Erweiterung des Verfahrens zur Topologie-Ableitung und momentan in der Entwicklung noch nicht abgeschlossen.
Schritt 7: Statistics
- Die bis hierher im Rasterformat vorliegende HRU-Karte (GeoTiff) wird in diesem Schritt in ein Shapefile konvertiert, wobei ausgewählt werden kann, welche zusätzlichen Eigenschaften einer einzelnen HRU in die Attributtabelle übernommen bzw. berechnet werden sollen.
