Progressive increase of inputs in floodplain delineation based on the DEM: application and evaluation of the model in the catchment of the Opava river

摘要

This contribution concerns the current stage of development of a practically applicable model for automatized delineation of the floodplain. The chief principle, which was added in the present model development stage, was application of the progressive change of model input parameters. The motivation of embedding of this principle was to converge the modelled floodplain to the situation and real properties of the floodplain. In particular, the progressively changing parameters were downstream increasing maximal relative height of the floodplain above the river level and downstream widening buffer zones of maximal floodplain width. The increase of the parameters is defined by a mathematical function. Partial automatization of the process in the ModelBuilder extension in the ArcGIS environment allows its application on the whole catchment at once, therefore it is suitable for floodplain delineation in vast areas, where the complete field mapping would be expensive or time-demanding, or where only partial field data are available. The model was applied in the catchment of the Opava River, and its results were compared to those of the previous stage model and also field-controlled on several localities. The conclusion from the verification is that the progressive change of parameters is a suitable technique that improves the model performance in previously problematic areas. There are, however, still some problems, particularly in setting of the model parameters.Progresivní nárůst vstupních parametrů při vymezování údolní nivy na základě DMR – aplikace a hodnocení modelu na příkladu povodí OpavyPro vymezení říční nivy byla vyvinuta procedura, která na základě morfometrických dat (vzdálenosti od říčního koryta, relativní výšky nad hladinou řeky a sklonitosti svahů) umožňuje připravit výstupy pro určení rozsahu a polohy údolní nivy. Výhodou tohoto přístupu je malé množství požadovaných vstupních dat. V této publikaci jsou porovnávány výsledky dvou vývojových fází modelu, se stálými a s proměnnými vstupními parametry šířky bufferu vzdálenosti od koryta a relativní výšky nivy. Model je implementován v prostředí ArcGIS jako sada skriptů v jazyce python. Tyto skripty umožňují automatizaci jednotlivých dílčích úkonů nutných pro vymezení říční nivy. Jako vstupní data jsou požadovány pouze liniová vrstva říční sítě a digitální model terénu ve formě rastru. Jediným vstupem, který je nutné nakalibrovat, je parametr, určující rychlost progresivního růstu relativní výšky/vzdálenosti v závislosti na vzdálenosti podél toku. Výsledným rastrům progresivního bufferu, relativní výšky nivy a sklonitosti svahů je přiřazena relativní hodnota, určující pravděpodobnost výskytu nivy. Součtem těchto rastrů vznikne kvantitativní vyjádření pravděpodobnosti výskytu nivy. Díky automatizaci celého procesu do několika skriptů však může řešitel opakovaně určit oblasti pravděpodobného výskytu nivy s různými vstupním parametry progresivního nárůstu šířky / relativní výšky, a následně zvolit variantu nejlépe odpovídající realitě, ověřené například na vybraných profilech v terénu.