3 Analyser om terrengendringer
Beregne terskelverdi for feil i DoD-datasettet
Når man bruker DoD-metoden (sammenligning av 2D rasternett) er det viktig å beregne de individuelle feilene i terrengmodellene (DEM), i tillegg til den kombinerte feilen (som oppstår ved sammenligningen) (Brasington, Langham, & Rumsby, 2003). En måte å gjøre dette på er beskrevet i følgende ligning (Wheaton, 2010):
duDoD: kombinert feil i DoD (terskelverdi)
dznew og dzold: individuelle feil i henholdsvis DEMnew og DEMold. Individuelle feil i DEMene kan estimeres ved å sammenligne høyden til kontrollpunkter på bakken med høyden til rasternettet på samme sted. En signifikant endring i landskapet må derfor være større enn duDoD.
En annen måte som kan vurderes for å beregne feil nevnes også av Wheaton m.fl. (2010) og kalles «the fuzzy inference system». Denne metoden er noe mer komplisert.
Sammenligning av resultater fra metodene DoD og C2M
NGU har sammenlignet resulter fra analyser med C2M-metoden og DoD-metoden. Her er linjene som utgjør elvenettet splittet til punkter med 2 m mellomrom. Deretter er det laget en buffer med 3 m i diameter for hvert punkt, slik at punktene overlapper. Til slutt ble gjennomsnittlig terrengendring beregnet med DoD- og C2M-metodene innenfor bufferen til hvert punkt. Denne sammenligningen ble gjort for mer enn 15500 punkter i sidebekker til elva Leira nord for Løkenfeltet på Romerike. Disse punktene ble også benyttet for «Hotspot»-identifikasjonen på Romerike, omtalt i NOUens kapittel 13.5.5.
Resultatene av sammenligningen viser (Figur A):
DoD-metoden viser større erosjon enn C2M-metoden for de fleste punktene (9673).
DoD-metoden viser mindre erosjon enn C2M-metoden for 3620 punkter.
Forskjellene er vanligvis mindre enn 20 cm.
Figur 3.1 Histogrammer som viser sammenligning av punkter og erosjonsverdier fra analyser med metodene DoD og C2M.
Når det gjelder områder med akkumulasjon, viser analyser med DoD-metoden mindre akkumulasjon enn med C2M-metoden for de samme punktene.
Resultatene av sammenligningen viser (Figur B):
DoD-metoden viser mer akkumulasjon enn C2M-metoden for 419 punkter.
DoD-metoden viser mindre akkumulasjon enn C2M-metoden for 792 punkter.
Forskjellene er vanligvis mindre enn 20 cm.
Figur 3.2 Histogrammer som viser sammenligning av punkter og akkumulasjonsverdier fra analyser med metodene DoD og C2M.
«Hotspot»-identifikasjon for Ravine 1 i studieområdet
Om lag 3,6 km av Ravine 1 ble analysert. Figur C viser erosjon i en stor del av ravinen (> 30 cm forskjell), men stort sett uten «hotspots». Punktene som ligger mellom 1700 og 3000 m har verdier som er mindre enn feilmarginene til datasettene.
Figur 3.3 Identifikasjon av «hotspots» langs Ravine 1 ved bruk av metodene DoD og C2M. A) Verdien for endring i tid for hvert punkt er plottet. NB: Negative verdier er akkumulasjon og positive erosjon. B) Glidende gjennomsnitt med vindusstørrelse på 11 punkter, sentrert på hvert datapunkt. C) Forskjellen mellom de to metodene for hvert datapunkt. D) Skyggerelieff og lokasjon til punktene, og avstand langs ravine brukt for A)-C). Se NOUens figur 13.14 for lokasjon av Ravine 1.
Sammenligning av to punktskyer
Terrengendringer kan, i tillegg til bruk av DoD- og C2M-metodene, analyseres ved bruk av «Multiple Model to Model Cloud Comparison (M3C2)». Denne metoden gjør det mulig å sammenligne punktskyer direkte i 3D, ved å beregne den lokale avstanden mellom to punkter normalt på overflaten. Denne metoden unngår usikkerhetene ved produksjon av rasternett og trekantnett (Lague m.fl., 2013; Nourbakhshbeidokhti, m.fl., 2019). Metoden er ikke testet i studieområdet.