如何用ArcGIS做地形凹凸指数和地形耐用指数（TRI）

Question

用GIS的SDMtoolbox怎么弄地形凹凸指数和地形耐用指数（Terrain Ruggedness Index，TPI），网上教程找不到

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在ArcGIS中进行地形凹凸指数（Terrain Ruggedness Index, TPI）和地形耐用指数（Terrain Durability Index, TDIndex）的计算，可以使用ArcGIS Pro的分析工具箱（Spatial Analyst Tools）中的栅格计算器（Raster Calculator）。这两个指数通常用于评估地形的复杂性和稳定性，TPI衡量的是地形起伏程度，TDIndex则考虑了坡度和方向的影响。

首先，确保你已经安装了ArcGIS Pro并打开了包含地形数据的项目。以下是计算TPI和TDIndex的步骤：

1. 准备数据：

   • 确保你有一个表示地形高度（如海拔）的数字栅格数据。这个数据通常是数字地形模型（DTM）或数字高程模型（DEM）。
   • 通常，你需要一个坡度栅格，这可以通过zonal statistics as raster工具从DTM衍生出来，或者直接从ArcGIS的数据集里获取。

2. 计算TPI： TPI公式一般为：( TPI = \frac{1}{\sqrt{\text{Mean Slope}}} ) 使用栅格计算器，输入以下表达式：

   Inverse_Sqrt_Mean_Slope = 1 / sqrt(Slope)
   

   其中，Slope是你的坡度栅格。将这个表达式放入栅格计算器，选择合适的输出名称和格式。

3. 计算TDIndex： TDIndex公式可能有所不同，但一种常见方法是结合坡度和坡向的复杂性。例如： ( TDIndex = \text{Mean Slope} + \alpha \times (\text{Slope_Variation} / \text{Mean Slope}) ) 其中，Slope Variation可以是坡度的标准差，alpha是一个调整系数（如0.5）。在栅格计算器中，输入类似这样的表达式：

   TDIndex = Mean_Slope + alpha * (Slope_Variation / Mean_Slope)
   

   将Slope Variation替换为你的坡度变化栅格（可以用zonal statistics as raster计算）。

4. 输出结果： 完成计算后，记得保存你的输出栅格到项目中，以便后续分析或可视化。

注意：上述代码是基于栅格计算器的Python语法，你可以在ArcGIS Pro的表达式窗口中输入这些表达式。如果数据量大，可能需要优化处理，例如分块计算。

对于详细的教程和参考资料，可以参考Esri官方文档（https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/help/analyze/raster-calculator.htm）以及相关GIS论坛（如GIS Stack Exchange, https://gis.stackexchange.com/）上的用户提问和解答。如果遇到具体问题，比如栅格数据的预处理或参数设置，记得提供更详细的信息，我会尽力帮你解决。