Actualment hi ha diferents algoritmes d’anàlisi espacial què, integrats a un SIG, permeten traçar de manera automatitzada la direcció i el trajecte que prendrà un flux en superfície. Per a tals propòsits, és necessari comptar amb un Model Digital d’Elevacions (MDE), siga en format tiff o ascii, el qual ens permetrà aplicar els geoalgoritmes que tot seguit es comenten.
La línia de flux que s’obté en aplicar els geoalgoritmes que a continuació s’especifiquen, serà el trajecte -a partir d’un punt inicial- que seguirà la corrent d’aigua en superfície (Alonso, 2004) i aigües avall.
Hi ha dues categories d’algoritmes que serveixen per traçar el camí que seguirà un determinat fluid en superfície (Dhun, 2011) i costera avall com a conseqüència de la força de la gravetat. Per una banda estan els SFD (de l’anglés Single Flow Direction, direcció de flux única) i per altra banda els MFD (de l’anglés Multiple Flow Direction, direcció de flux múltiple).
Geoalgoritmes SFD
Els geoalgoritmes SFD executen una determinada operació per assignar una única direcció de flux. Per tant, la direcció que prendrà un cabal s’assignarà només a una cel·la veïna que se situarà vessant avall, raó per la qual se’ls anomena mètodes unidireccionals.
Algoritme D8 (Deterministic 8 Neighbour)
Recursos disponibles: Biblioteca JavaScript de Sextante (interfície gvSIG).
L’algoritme determinista de 8 veïns (Deterministic 8 Neighbour) va ser desenvolupat per O’Callaghan i Mark l’any 1984. En el càlcul de cel·les 3×3 s’hi consideren 8 possibles direccions per on s’evacuarà l’aigua (Pusineri et al. 2005). Aquestes direccions queden restringides a angles múltiples de 45º, essent-ne un dels inconvenients d’aquest mètode tal com apunten O’Callaghan & Mark (1984). El flux s’assignarà a aquella cel·la situada a menor altitud i que al mateix temps segueix la direcció de la pendent màxima (Alonso, 2004).
Algoritme Rho8
Recursos disponibles: Biblioteca JavaScript de Sextante (interfície gvSIG).
En aquest algoritme, la direcció del cabal ve determinada pel paràmetre que dependrà de la diferència entre l’orientació i la direcció de les cel·les adjacents a la direcció en qüestió (Faireld & Leymarie, 1991).
Aquest mètode va ser desenvolupat per compensar el biaix de l’algoritme D8 (Lindsay, 2012b), és a dir, va ser formulat per compensar l’error sistemàtic que hi havia entre l’estimació estadística del paràmetre en qüestió i el valor real del paràmetre.
Utilitza un procediment estocàstic per assignar el flux (Alonso, 2004), és a dir, utilitza variables aleatòries per determinar línies de flux.
Geoalgoritmes MFD
Els geoalgoritmes MFD són bidimensionals, els quals calculen la direcció d’un cabal considerant que en la superfície hi poden haver múltiples direccions de flux. En fi, aquest tipus d’algoritmes permeten assignar la difusió de flux a diferents cel·les veïnes (Alonso, 2004).
Algoritme FD8
Aquest model de direcció assigna a cadascuna de les cel·les de càlcul múltiples direccions. Segons Del Río (2010), els avantatges són que és un mètode potent per tractar els efectes que es produeixen en resolucions inferiors a la del píxel i que representa el flux divergent. No obstant, sobreestima la dispersió (Costa-Cabral i Burges, 1994).
Algoritme FRho8
Recursos disponibles: Biblioteca JavaScript de Sextante (interfície gvSIG).
És capaç de solucionar problemes de línies de flux paral·leles i d’acumulació d’errors en pendents uniformes.
Algoritme D-Infinity
Recursos disponibles: Biblioteca JavaScript de Sextante (interfície gvSIG).
L’algoritme D-Infinity va ser desenvolupat per Tarboton l’any 1997. Es tracta d’un mètode bidimensional, perquè el cabal s’assigna des del centre d’una cel·la fins al centre d’una o dues cel·les veïnes situades vessant avall. Per assignar les direccions, aquest algoritme té en compte el fenomen de divergència d’un flux (Lindsay, 2012a).
El cabal s’assigna per triangulació dels pendents més pronunciats (Tartabon, 1997). Pot prendre una infinitat de valors en el rang de 0 a 2п radians, és per aquesta raó que els valors possibles aniran de 0 a 360º (Lindsay, 2012).
Algoritme MFD
Recursos disponibles: Biblioteca JavaScript de Sextante (interfície gvSIG).
Es tracta d’un mètode bidimensional. Segons l’equip de SEXTANTE (2007) és l’algoritme que genera una major qualitat de resultats.
Referències bibliogràfiques:
ALONSO SARRIA, Francisco (2004): “SIG aplicado al análisis y cartografía de riesgos climáticos”. Universidad de Murcia. 70 p. URL: http://www.um.es/geograf/sigmur/cursos/SIG_clima.pdf
COOPER, Will (2013): “Multi-Flow Direction Algorithms in GIS”. University of Pennsylvania.
COSTA-CABRAL, M. C. and Burges, S. J. (1994): “Digital Elevation Model Networks (DEMON): A Model of Flow over Hillslopes for Computation of Contributing and Dispersal Areas”. Water Resources Reserch, 30, 1681-1692.
DEL RÍO, Jorge (2010): “Introducción al tratamiento de datos espaciales en la hidrología”. Ed Bubok.
DHUN, Kimberly (2011): Application of Lidar DEMs to the modelling of surface drainage patterns in human modified landscapes. Thesis, The University of Guelph. 93 p. URL: https://dspace.lib.uoguelph.ca/xmlui/bitstream/handle/10214/2969/Dhun_Kim_Thesis.pdf?sequence=1
FAIRELD, J.; LEYMARIE, P. (1991): “Drainage networks from grid digital elevation models”, vol. 27, num 5, pp. 709-717
LINDSAY, John (2012):
- a. “Dinf flow pointer (direction)”. University of Guelph. URL: http://www.uoguelph.ca/~hydrogeo/Whitebox/Help/FlowPointerDinf.html
- b. “Rho flow pointer (direction)”. University of Guelph. URL: http://www.uoguelph.ca/~hydrogeo/Whitebox/Help/FlowPointerRho8.html
MAESTRO CANO, I.C. (2004): “Impacto del algortimo D-Infinity en la extracción automática de redes de drenaje a partir de modelos digitales de elevaciones”. Revista C. & G., núm. 19 (1-2), pp. 23-33.
O’CALLAGHAN, John F.; MARK, David M. (1984): “The extraction of dranaige networks from digital elevation data”. Computer Vision, Graphics and Image Processing, vol. 28, num 3, pp. 323-344
PUSIMERI, Graciela; PEDRAZA, Raúl; LOZECO, Cristóbal (2005): “Uso de Modelos Digitales de Elevación y de Sistemas de Información Geográfica en la Modelación Hidrológica”. Llegit el 6 maig 2014. URL:http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/Geo4/archivos/pusineri.pdf
SEXTANTE (2007): Manual práctico de SEXTANTE en gvSIG. Rev. 15 de mayo de 2008. Llegit el 9 de maig del 2014. URL:http://www.sextantegis.com
TARBOTON, D.G. (1997): “A new method for the determination of flow directions and upslope areas in grid Digital Elevation Models”, Water Resources Research, vol. 33, num. 2, pp 309-319. Llegit el 13 de maig de 2014. URL: http://www.neng.usu.edu/cee/faculty/dtarb/dinf.pdf
siggir 