Kurva Hipsometrik , HI, dan Indeks R1 Bagian-3

INDEKS R1 DEMOULIN

Uplift menghasilkan rambatan erosi melalui jaringan cekungan sungai mulai dari outletnya dan berlanjut ke hulu. Jaringan drainase merespons (perubahan ukuran cekungan) saat gelombang bergulir, lebih cepat pada awalnya. Perubahan ini dicatat dalam morfologi dari tiga faktor hipsometrik yang terdiri dari Indeks R1 (Demoulin, 2011). Indeks tidak membatasi usia pengangkatan relatif (pengangkatan batuan atau penurunan tingkat dasar), R1 Demoulin telah terbukti berkorelasi dengan wilayah cekungan. Indeks ini dirancang untuk meminimalkan pengaruh litologi batuan dasar.

Demoulin R1 memiliki tiga input: a.) Kurva hipsometrik untuk area basin (Hb), b.) Panjang total jaringan drainase basin (Hn), dan c.) Panjang profil memanjang untuk aliran utama yang selalu lebih pendek dari total panjang jaringan, dengan demikian Hn> Hr). Anda perlu menemukan persamaan untuk setiap kurva dan area antara kurva (Kalkulus!). Kami akan menyiasati kalkulus dengan membiarkan Excel membuat kurva yang paling cocok kemudian menyalin persamaan itu ke WolframAlpha dan membiarkannya melakukan pemrosesan integral.

• Catatan: Jika Anda membandingkan nilai R1 untuk basin yang berbeda, pastikan Anda menggunakan nilai ambang inisiasi saluran yang sama. Nilai ambang batas mengontrol elevasi channel head, dan juga panjang aliran utama dan total jaringan.

Untuk memulainya, kita membutuhkan titik X, Y di Excel yang menentukan dua kurva panjang (Hb dan Hn). X adalah ketinggian yang dinormalisasi, Y adalah panjang saluran yang dinormalisasi (jarak hilir).

Total Channel Network (Hb)
Jaringan aliran sungai dibuat melalui langkah-langkah yang dijelaskan dalam deliniasi DAS. Kelas elevasi dan panjang segmen dapat dicari melalui ArcGIS. Total panjang jaringan dapat dihitung diakhir deliniasi.

Profil Memanjang Alur Utama (Hr)
Anda memerlukan satu alur kontinu untuk profil panjang (polyline). Karena sering ada beberapa anak sungai di wilayah hulu untuk dipilih, Anda harus menemukan segmen dengan channel head tertinggi. Anak sungai dengan channel head dengan ketinggian tertinggi harus menjadi bagian dari Hr. Begini caranya:

• Buat salinan dari layer jaringan sungai di ToC. namai ulang di ArcCatalog.
• Gunakan Editor untuk memecah jaringan di layer baru tersebut menjadi satu saluran (singlepart) menggunakan tool explode atau sejenisnya. Hapus segmen yang tidak diinginkan. Setelah selesai, hentikan pengeditan dan simpan hasil edit.
• Sekarang Anda harus memiliki polyline yang mewakili aliran utama. Saluran mungkin tersegmentasi, jadi gunakan alat Dissolve untuk menggabungkannya menjadi satu polyline (Data Manajemen> Generalization> Dissolve).

• Buat shapefile Kontur dari wilayah DAS yang sudah dipotong (Spatial Analyst> Surface> Contour tool). Gunakan nilai interval yang sama yang sudah ditentukan sebelumnya yaitu 10 kelas elevasi.

• Namai output shapefile = contour100m atau lainnya

• Buat titik shapefile dimana kontur dan saluran polyline berpotongan
  Analysis > Overlay > Intersect tool

• Input = kontur dan shapefile aliran utama (keduanya shapefile)

Name output shapefile = int_pts atau lainnya

Kembali ke toolbar Editor, kali ini buka sesi pengeditan di int_pts atau nama apa saja yang ditentukan sebelumnya. Arcmap kemungkinan akan menciptakan lebih dari satu titik di setiap interseksi saat pemrosesan sebelumya. Perbesar ke setiap persimpangan dan hapus poin tambahan. Setelah selesai, hentikan pengeditan dan simpan hasil edit.

Selanjutnya, ekstrak nilai ketinggian untuk titik persimpangan/intersection dari DEM. Gunakan alat Extract Values to Points , DEM yang sudah terpotong, dan titik persimpangan/intersection sebagai input. Alat ini membuat titik baru shapefile dengan ketinggian yang diekstraksi dalam tabel yang disebut RASTERVALU.

• Spatial Analyst Tools > Extraction > Extract Values to Points…
• Fitur titik input = int_pts
• Input raster = watershedDEM
• Fitur titik output = int_points_extracted_elevs
• Ketika selesai, periksa untuk melihat apakah Tabel Atribut dari file output (int_points_extracted_elevs) berisi nilai elevasi yang diekstraksi dalam kolom yang disebut RASTERVALU. Jika diinginkan, salin data ini ke tabel baru dengan nama Elev_m.

Ekspor atribut sebagai .dbf ke Excel. Buka Excel, File> Buka, show All Files (bukan hanya File Excel saja), buka tabel .dbf. Simpan file sebagai .xlsx.

Normalisasikan sumbu X dan Y pada profil memanjang (lihat gambar Indeks RI di atas).

Plot Kurva untuk Hr, Hn, dan Hb.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.) Metode MatLab
Lihat Wobus et al. (2007). Perbaiki DEM fill pitnya, burnin streamnya, lalu ekstrak profil saluran/streamnya.

Temukan Persamaan yang Paling Cocok untuk Hn, Hb, Hr di Excel
1.) Mulai dengan kurva hipsometrik Anda yang dipetakan di Excel.
2.) Tambahkan kurva Trendline yang paling cocok dengan profil panjang (mis., Polinomial orde-n atau Power).
3.) Dalam kotak opsi Trendline, centang kotak untuk ‘Tampilkan persamaan pada grafik’ dan ‘Tampilkan nilai R2 pada grafik’. Tulis ini. Anda akan membutuhkannya nanti.

4.) Ulangi untuk 2 kurva lainnya.
5.) Tambahkan kurva ke bagan yang sama dengan Seri baru.

Temukan Area Antara 2 Kurva
6.) Tinjau metode umum pada gambar di bawah ini.
7.) Dengan persamaan untuk ketiga kurva, Anda dapat pindah ke WolframAlpha.
8.) Temukan root jika memang diperlukan di Wolfram -> root (f (x)) – g (x))
9.) Masukkan dalam persamaan, dimulai dengan “int”. Lihat contoh sintaks pada gambar di bawah ini.

Menggunakan Situs Web WolframAlpha
WolframAlpha sangat keren. Persis seperti apa seharusnya internet itu. Sintaks untuk contoh di atas – menemukan area antara garis dan kurva – ditunjukkan di bawah ini. Persamaan garisnya adalah y = 2x. Persamaan kurva adalah y = x2-4x. Kami mengintegrasikan rentang 0 hingga 6 pada sumbu x. “Int” meminta program untuk menghitung integral. Solusinya, areanya, adalah 36.

Mengitung Indeks R1
Dengan bidang integral Ir dan Ib serta nilai integral untuk Hb, Hn, Hr di tangan, ingat persamaan:
R1 = Ir / Ib
Ir / Ib = (Hn – Hr) / (Hb – Hn)
(Hb – Hn) = Ib
(Hn – Hr) = Ir

Contoh:
Hb =
Hn =
Jam =
Ib =
Ir =

………. ………. ………. ………. ………. ……….

Opsional: Hitung HI Eksplisit Spasial
Cohen et al. (2008) menjelaskan metode untuk menghitung nilai HI piksel-demi-piksel. Studi mereka meneliti pola HI pada skala sub-DAS dan membandingkannya dengan peta tanah resolusi 1 km, peta geologi, dan nilai kelengkungan. Bentuk yang sama dari persamaan HI disimpan, tetapi input berubah karena Anda menghitung untuk setiap sel.

SEHI = Zlocalmean – Zpixel / Zmax – Zpixel

Zpixel = Ketinggian di piksel
Konversi DEM piksel menjadi poin. kolom VALUE dalam tabel atribut berisi elevasi.

Zmax = Ketinggian maksimum DAS
Ini adalah nilai tetap dari DAS (Properties > Source tab).

Zlocalmean = Elevasi rata-rata area yang berkontribusi untuk setiap piksel
Pertimbangkan setiap piksel sebagai saluran keluar dan daerah hulu berkontribusi aliran ke daerah aliran sungai itu. rerata lokal karenanya akan berubah dengan setiap piksel. Subtitusikan yang berikut menjadi yang utama, di atas.

Zlocalmean = (Zmax / Zpixel) / 2