نقشه شیب و جهت شیب چه چیزی را نشان میدهند ؟

   نقشه شیب و جهت شیب از مواردی هستند که در اکثر موارد در آنالیزهای مکانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای اینکه بتوانیم لایه شیب و جهت شیب را ایجاد کنیم احتیاج به لایه مدل ارتفاعی رقومی (DEM) منطقه داریم.

نقشه شیب و جهت شیب از منظر ریاضی

نقشه شیب و جهت شیب از منظر ریاضی

   اگر از ما خواسته شود که شیب بین دو نقطه را محاسبه کنیم، به راحتی اختلاف ارتفاع دو نقطه ابتدا و انتها را به دست آورده و بر فاصله آن دو تقسیم می‌کنیم. اما وقتی می‌خواهیم برای یک پیکسل از DEM منطقه شیب محاسبه کنیم، با مشکل مواجه می‌شویم،
زیرا در هریک از جهات هشت گانه می‌توانیم یک شیب داشته باشیم. بنابراین با استفاده از میانگین‌گیری تغییرات ارتفاع در راستای محورهای X و Y ، میتوانیم شیب آن نقطه را محاسبه کنیم.
فرمول زیر را ببینید :

slope_radians = atan ( √ ([dz/dx]2 + [dz/dy]2) )
slope_degrees = atan ( √ ([dz/dx]2 + [dz/dy]2) ) * 57.29578

به همین ترتیب جهت شیب هم برای یک پیکسل از رابطه زیر محاسبه می‌شود :

aspect = 57.29578 * atan2 ([dz/dy], -[dz/dx])

if aspect < 0
    cell = 90.0 - aspect
else if aspect > 90.0
    cell = 360.0 - aspect + 90.0
else
    cell = 90.0 - aspect

برای تهیه نقشه شیب و جهت شیب از چه داده‌ای استفاده کنم؟

   برای شروع کار می‌بایست از مدل رقومی ارتفاع یا همان DEM استفاده کنید. نقشه نهایی شما همان Pixel Size ی را خواهد داشت که DEM شما دارد. بنابراین اگر می‌خواهید نقشه شیب با دقت بالا داشته باشید می‌بایست از DEM بادقتی استفاده کنید.

برای تهیه DEM منطقه موردنظرتان می‌توانید یکی از گزینه‌های زیر را انتخاب کنید:

  • تولید DEM با استفاده از تصاویر هوایی یا تصاویر ماهواره‌ای با پوشش و بصورت زوج‌تصویر
  • تولید DEM با استفاده از نقشه‌برداری زمینی و برداشت نقاط ارتفاعی
  • تولید DEM با استفاده از نقشه‌های سه‌بعدی با مقیاس متناسب با دقت مورد انتظار
  • خرید DEM با قدرت تفکیک مکانی 10 متر از سازمان نقشه‌برداری کشور
  • دانلود یا خرید DEM راداری با قدرت تفکیک مکانی حدود 30 متر
  • دانلود یا خرید DEM راداری با قدرت تفکیک مکانی حدود 12 متر

 

نکته: دقت داشته باشید که قبل از تهیه نقشه شیب بهتر است DEM خود را به سیستم‌تصویرهایی که واحد طول آن‌ها متر است (مانند سیستم تصویر یو‌تی‌ام UTM یا سیستم تصویر لامبرت) تبدیل کنید. در غیر اینصورت واحد طول و عرض شما با ارتفاع همخوانی نداشته و نقشه شیب درستی نخواهید داشت.

ساخت نقشه شیب و جهت شیب در نرم‌افزار ArcGIS

   برای اطلاع از نحوه به‌کارگیری معادلات Slope و Aspect و دیدن یک نمونه تمرینی نیز ، می‌توانید به Help نرم‌افزار یا همان ArcGIS Desktop Help  رجوع نمایید. البته این بار هم برای شما ویدئوی آموزشی آماده کرده‌ایم.
در این ویدئوی آموزشی هم شما را با ابزارهای Slope و Aspect آشنا کرده و با استفاده از لایه DEM منطقه ، طرز کار این ابزارها را نشان داده ایم.