Tutorial SAGA GIS. Adȃncimea fragmentӑrii reliefului (Energia de relief).

          Adȃncimea fragmentӑrii reliefului, numitӑ şi energia de relief, reprezintӑ un indicator geomorfologic, care se calculeazӑ scӑzȃnd “altitudinea maximӑ – altitudinea minimӑ” dintr-un areal. Prin metoda pӑtratelor, se împarte teritoriul în celule de 1km2 sau 1ha şi se calculeazӑ diferenţa maximӑ de altitudine din cadrul fiecӑrei celule. Metoda izoliniilor este puţin mai complicatӑ, dar nu de neînteles. În acest tutorial vom calcula adȃncimea fragmentӑrii prin ambele metode.          

La ce este util acest indicator?
În studii hidrotehnice, în studii geomorfotehnice, în construcţii, în studiul habitatelor etc.

          Vrem sӑ obţinem ceva de genul acesta:

Mai întȃi deschidem programul SAGA GIS.

Se importӑ un DEM de la Load. Se vizualizeazӑ de la fereastra de Workspace – Data – dublu click pe numele DEM-ului. Eu folosesc un DEM cu celula de 10m:

Este bine sӑ folosiţi un DEM mai extins decȃt aria d-voastrӑ de studiu ca sӑ nu aparӑ erori de calcul la periferia lui sau celule cu “nodata”.
Mai departe metoda pӑtratelor:
Avȃnd în vedere cӑ vreau sӑ calculez adȃncimea fragmentӑrii pentru un teritoriu relativ restrȃns, suprafaţa mea de bazӑ va fi 1 hectar (adicӑ 100/100m).
Mai întȃi facem un caroiaj cu celule de 1 ha, de tip polygon, în format shp:
Fereastra de Workspace – Modules – Shapes Tools – Create Graticule (dublu click). Se deschide o fereastrӑ. Width şi height reprezintӑ lӑţimea (de la minimum la maximum) şi înӑlţimea pe care le va avea caroiajul nostru. Completaţi-le în funcţie de valorile pe care le aveţi pe bara orizontalӑ de sus (pentru lӑţime) şi pe bara verticalӑ din stȃnga (pentru înӑlţime). Distance x şi distance y reprezintӑ mӑrimea celulelor. Eu pun 100 şi 100, adicӑ 1 ha. La graticule type, puneţi rectangles:

Dati Okay. Ca sӑ vizualizaţi caroiajul creat, mergeţi la modules – Data – dublu click pe Graticule şi deschideţi-l în harta deja existentӑ (NU într-una “new”).

Fiecare celulӑ are 1 ha. Acum: Modules – Shapes-Grid - Grid Statistics for Polygons (dublu click). Se completeazӑ fereastra şi se dӑ Okay:

Mergem la Data – dublu click pe 2. Graticule şi o deschidem în aceeaşi hartӑ:

Pare la fel ca primul Graticule, însӑ nu este aşa. Daţi click dreapta pe 2.Graticule – Atributes – Show table:

Se deschide tabela de atribute. Observaţi cӑ existӑ douӑ coloane (a treia coloanӑ cu minima şi a patra coloanӑ cu maxima). Programul a scos altitudinea minimӑ şi maximӑ din fiecare celulӑ de 1 ha a gridului.

Mai departe trebuie sӑ scӑdem coloana a patra – coloana a treia, pentru a obţine adȃncimea fragmentӑrii pentru fiecare celulӑ de 1 hectar. Mergem la modules – Table Calculus – Table calculator (dublu click). Completam tabelul astfel:

“Table” înseamnӑ tabelul în care vrem sӑ facem calculul. La “Result” unde sӑ ne aparӑ rezultatul. Am selectat acelaşi table. Adicӑ îmi va face o coloanӑ nouӑ. La “Formula” am scris d-c, adicӑ a patra coloanӑ – a treia coloanӑ. Saga aşa numeroteazӑ coloanele, cu litere. “Field name” va fi numele noii coloane. Dӑm Okay. A apӑrut o nouӑ coloanӑ. Valoarea cea mai micӑ este 0 şi cea mai mare 52,8 (m/ha):

Închidem tabelul. Acum ca sӑ vizualizӑm adȃncimea fragmentӑrii, mergem la modules – Data şi selectӑm tema 2.Graticule (doar un click pe ea). Apoi mergem în fereastra din dreapta şi facem, cu atenţie, urmӑtoarele modificӑri:
-La Display Color Clasification, alegem Lookup Table
-Mai jos, unde scrie Atribute, trebuie sӑ selectӑm atributul pe care sӑ îl afişeze. Selectӑm adȃncimea fragmentӑrii.
-Acum, puţin mai sus scrie “Lookup Table” şi sub el Table. Daţi click pe iconiţa cu cele 3 puncte de suspensie şi se va deschide un tabel pe care îl completӑm astfel:
Dӑm mai întȃi add de 3 ori ca sӑ avem 5 clase în total. Completӑm cu valorile adȃncimii şi schimbӑm culorile. Bineînţeles, puteţi alege cȃte clase doriţi şi ce valori doriţi. Eu am ales aşa:

Dai Okay. Se închide tabelul. Dai Aply în coloana din dreapta:

Ca sӑ scӑpaţi de liniile caroiajului, vӑ duceţi tot în coloana din dreapta, la Display – Outline şi debifaţi. Apoi Aply din nou:

Puteţi aduce limita administrativӑ a localitӑţii şi sӑ decupaţi dupӑ ea, sӑ aduceţi rȃurile şi alte elemente şi apoi sӑ finalizaţi harta.

Metoda izoliniilor.
Pornim tot de la DEM:

Vom proceda astfel: Pentru fiecare celulӑ a DEM-ului (10m) vom calcula maxima şi minima dintr-un cerc de ~1ha în jurul celulei respective. Prin diferenţa dintre maximӑ şi minimӑ se obţine adȃncimea fragmentӑrii pentru fiecare celulӑ de 10m a DEM-ului.

Mai întȃi: în fereastra de Workspace – Modules – Geostatistics Grids – dublu click pe Residual Analysis (Grid). Se deschide un tabel, pe care îl completӑm astfel:

Deci din DEM-ul nostru vor fi derivaţi 8 indicatori. Radius Cell inseamnӑ raza (în celule) cercului din jurul fiecӑrei celule, cerc pentru care se calculeazӑ cei 8 indicatori. Pe noi ne intereseazӑ doar Value Range (care înseamnӑ diferenţa dintre maximӑ şi minimӑ). Pe ceilalţi 7 oricum îi vom şterge apoi cӑ nu ne trebuie. Pe noi ne mai intereseazӑ ca suprafaţa cercului sӑ fie cȃt mai apropiatӑ de 1 ha. De aceea am trecut 6 celule (adicӑ 60m). S cerc este egalӑ cu pi x r pӑtrat. Adicӑ 10 000mp (1ha) ~ 3,14 x 3600. Dӑm Okay şi programul derivӑ cei 8 indicatori. Pe cei 7 care nu ne trebuie, îi ştergem:

Iar pe value range îl deschidem prin dublu click în harta deja existentӑ:

Am obţinut un grid al adȃncimii fragmentӑrii reliefului, cu valori între 0 şi 71 m/ha.
Putem schimba valorile şi culorile astfel: în coloana din dreapta la Display Color Classification (Type) selectӑm lookup table. Mergem puţin mai jos unde scrie lookup table şî dӑm click pe butonul cu trei puncte de suspensie. Se va deschide un tabel. Dӑm add de 3 ori ca sӑ avem 5 clase şi le completӑm ca aici:

Dӑm Okay şi apoi Aply

De asemenea, ca şi la metoda pӑtratelor, putem aduce limita administrativӑ, rȃurile şi alte elemente şi sӑ finalizӑm harta.


Concluzie
           Layerul final al metodei pӑtratelor a fost de tip vector (polygon), pe cȃnd layerul final al metodei izoliniilor a fost grid. Aceasta din urmӑ este impropriu denumitӑ aşa, deoarece tot cu celule s-a lucrat, doar cӑ au dimensiuni mai mici – 10/10 m.
           Am ales sӑ ne raportӑm la o suprafaţӑ de 1 ha, dar dacӑ ne raportam la suprafaţa de 1 km2, diferenţa dintre cele 2 metode ar fi fost şi mai evidentӑ.
           Calcularea adȃncimii fragmentӑrii reliefului şi finalizarea cu o hartӑ de genul celor prezentate la începutul articolului dureazӑ maxim 1 orӑ. În mod clasic (pe foaia de calc şi harta topograficӑ), acelaşi procedeu dureazӑ cȃteva zile.

___

* Dacă ți-a plăcut acest articol, mă poți susține pentru munca depusă printr-o donație.

Autor: Tudose Ionuţ

Data: 09.06.2012