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流路次数を求める
り ゅ う ろ じ す う を も と め る
　
川の本流と支流を
区別することができますか？

それには、ひとつひとつの流路にランク付けをしてみる方法があります。　このランクのことを「流路次数(Stream Order)」と呼びます。

TNTmips の Watershed 機能によって求めてみましょう。



This Information was checked by Windows XP (TNTmips 6.5/6.6)
●1. Watershed を実行
DEM から流路を求めます		 ●2. Stream Order の表示
属性テーブルから次数を読み取る		 ●3. 4種類の次数計算
次数を求めるにもいろいろあります





　

　W a t e r s h e d を 実 行


　標高データさえあれば、TNTmips はその傾斜方向などを計算して仮想に水を流し、水系情報を得ることができます　　まずはこの機能を実行してみましょう


▼早速 Watershed 機能を実行

メインメニューより、Process/Raster/Elevation/Watershed...を選択します。

　



▼Input Object ボタンを押します

Watershed Analysis ウィンドウ が現れますので、Input Object... ボタンをクリックします。

　



▼入力する DEM を選択します

解析に用いる標高データ( DEM )を選択します。　選択できましたら OK ボタンを押してください。

　



▼後は Run すれば完了

DEM が指定できましたら、後は実行するだけです。　メニューより、File/Run... を選択すると処理がはじまります。

　

　



▼忘れずに保存しておきましょう

処理を行っただけでは、データは保存されませんので、しっかりと新しいプロジェクトファイルを作成して、その中へすべて保存しておきましょう。　保存方法はメニューより File/Save As... です。

細かい保存先指定方法については TNT入門「システムの基本操作」PDF ファイル【1.74 MB】 をご覧ください。

　





　

　S t r e a m　O r d e r　の 表 示


　Watershed 機能によって求められた流路ベクタには、Stream Order の属性情報が付属しています　　これをのぞいてみましょう


▼どんなものができたかというと...

Watershed 機能を用いて生成されるデータはたくさんあります。　流水方向や盆地ポリゴン、水系境界ポリゴンや流路ベクタなどなど...　今回はその中でも、STDFLOWPATH という流路ベクタ・オブジェクトに付属する 流路次数テーブルを見ていきます。

　



▼STREAM_ORDER テーブルを見てみる

Watershed Analysis Layer Controls ウィンドウの中に並ぶ多くのレイヤから、オブジェクト名 「STDFLOWPATH」、記述名「Standard flow paths」のベクタオブジェクトに付属している、STREAM_ORDER という名のラインテーブルを開いてみます。

テーブルの中には５つの Field があり、そのうち４つが流路次数の値となります。　Horton、Strahler、Shreve、Scheidegger...　自分の必要に応じて、これらの流路次数を活用してみてください。

　





　

　次 数 を 求 め る ４ 種 類 の 方 法


　流路次数といってもその種類はいくつかあります　　TNTmips ではそのうち４種類の手法を採用しております　　これらの手法について少しご紹介します


▼Horton の手法


　
水源から発生する支流を持たない細い流路を１次、１次と１次の流路が合流すると２次...　といった形で下流へすすむにつれて、次々と流路が合流していく過程でその次数が連続的に大きくなっていきます。

ただホートンの手法では、２次の流路ができると、合流する前の２つの１次流路のうち、距離が長い、もしくは上流へもっとも直線的な連続している流路を２次流路に格上げする、つまり本流とするならばどちらが成り得るかを判断する作業を行います。

２次と２次の流路が合流すると３次。３次と３次の流路が合流すると４次といった形で、同じ次数の流路が合流すると次数が格上げされ、その度に本流処理を行っていくため、処理は複雑になりますが、本流の属性値が下流から上流まで同一ですので、GIS でも処理しやすいといえるでしょう。

　



▼Strahler の手法


　
ホートンの手法の欠点は、合流ごとに次数を数えなおす手間がかかるということです。この作業効率的な欠点をなくしたのが、ストレーラーの手法です。

そのため、川の次数を用いた研究の多くはこのストレーラーの手法を用いております。

基本的な次数の与え方はホートンと同じで、合流ごとの次数格上げ処理が省略されています。

　



▼Shreve の手法


　
ホートンとストレーラーの欠点は、すべての支流の合流を考慮に入れていないという点です。

そこでシュリーブは位相数学(トポロジー)の一方向性枝路(リンク)という概念を取り入れ、１次と１次の合流で２次、２次と１次の合流で３次といった、すべての支流の合流を考慮に入れつつ、その最大次数は上流側で発生する端ノード( Dangling Node )数、つまり水源点の数と一致するといった、GIS 的な解析手法を取りいれているのです。

　



▼Scheidegger の手法


　
シュリーブと同じように、すべての支流の合流を考慮にいれつつ、ホートンやストレーラーの手法では成り立たなかった分配法則を取り込んでシャイデッガーは論理的次数区分なる方法を提唱しました。

この手法は、２の累乗の形をとるため多少扱いが面倒である点と、次数が連続的にならないといった欠点( シュリーブの手法も同様 )も指摘されております。

　





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2001.11.28更新
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