Bestämning av GIS-metod och raster för att få fram avrinningsområden och flödesriktningar för landområden runt havsvikar

Abstract

Målet med examensarbetet var att med hjälp av GIS och ett antal valda verktyg inom programmet få klarhet över vilket rastermaterial i kombination med vilka metoder som anpassar sig bäst för att bestämma avrinningsområden för havsvikar samt vattnets flödesriktningar inom ett bestämt avrinningsområde. Även en jämförelse med bl.a. NTM centralens modeller för flödesriktningar ingick. Som beställare fungerade Projekt Havsmanualen som är en del av Enheten för Forskning & Utveckling på Yrkeshögskolan Novia. Förarbetet gjordes under en praktikperiod under våren och hösten 2015 och examensarbetet gjordes under hösten samma år samt i början av år 2016.

Arbetet är en tekniskt baserad jämförelse mellan resultat av analyser med utvalda verktyg i GIS och i tilläggsdelen ArcHydro för att skapa en bild över hur de olika verktygen beter sig med diverse inställningar och bakgrundsraster.

Det visade sig att det bland det materialet och de verktygen som var i fokus i detta arbete finns en rekommenderad kombination av höjdraster och verktyg i GIS som det lönar sig att använda för att få en så noggrann analys som möjligt. Ett raster med cellstorleken 5x5 meter som är interpolerat från höjdkurvor och som det dessutom använts bränning på, d.v.s. verktyget DEM Reconditioning för att tvinga fram flöden i terrängen, gav det pålitligaste resultatet. Förutom beställaren, Projekt Havsmanualen, kan även andra intressenter vars jobb involverar avrinningsområden använda resultaten från utredningen i fortsatt forskning.

Opinnäytetyön tavoitteena oli GIS-ohjelman sekä muutaman muun valikoidun ohjelmasta löytyvän työkalun avulla selvittää, mikä rasterimateriaali milläkin eri menetelmällä soveltuu parhaiten merenlahtien valuma-alueiden sekä veden virtaussuunnan määrittämiseen. Työhön kuului myös omien tulosten vertaaminen ELY-keskuksen vastaaviin virtaussuuntamalleihin. Opinnäytetyön tilaajana toimi Raaseporin Ympäristövirastoon kuuluvan Enheten för Forskning & Utveckling-yksikön projekti nimeltään Havsmanualen. Esityö tehtiin keväällä ja syksyllä 2015 suoritetun työharjoittelun yhteydessä sekä vuoden 2016 alussa.

Opinnäytetyö on teknisiin näkökulmiin perustuva, GIS-ohjelman ja siihen kuuluvan ArcHydro-lisäosan sisältämien valikoitujen työkalujen ja niillä suoritettujen analyysien kautta saatavien tulosten vertaus. Tarkoituksena oli luoda yleiskuva, miten eri työkalut käyttäytyvät yhdessä eri asetuksineen ja taustarastereineen.

Tulosten perusteella työssä käytettävän materiaalin sekä työkalujen joukosta löytyi selvästi suositeltavin korkeusrasterin ja GIS-työkalujen yhdistemlä tarkimman ja luotettavimman analyysin aikaan saamiseksi. Luotettavimman tuloksen sai käyttämällä DEM Reconditioning-työkalua yhdessä 5x5 metrin pikselikoossa olevan interpoloidun rasterin kanssa. Koska GIS-ohjelma olettaa esimerkiksi teiden toimivan vedenjakajina, DEM Reconditioning-työkalua käyttämällä virtaukset analyysissä pakotetaan virtaamaan, tehden tuloksesta mahdollisimman luotettavan. Havsmanualen-projektin lisäksi myös muut valuma-alueiden parissa työskentelevät tahot voivat hyötyä opinnäytetyön tuloksista.

The aim of my Bachelor’s thesis was to, with the help of GIS and a number of chosen tools within the software, clarify which raster material in combination with which methods function best for defining drainage basins for water areas such as gulfs and the flow direction of streams within a certain drainage basin. A comparison with similar models provided by the Centre of Economic Development, Transport and the Environment was also included. The commissioner of the thesis was Project Havsmanualen which is part of the Unit for Research & Development at Novia University of Applied Sciences. The preliminary work for the thesis was conducted during an internship in spring and autumn 2015 as well as in the beginning of 2016.

My thesis is a technical comparison of analysis results using a set of selected tools in GIS and the ArcHydro expansion toolbox. The purpose is to create a general understanding of how these ArcHydro tools together with different settings and background rasters affect the outcome of analyses.

The results indicated that among the material and the tools in focus, there is a recommended combination of elevation raster type and GIS tools to use in order to achieve an as accurate analysis as possible. A raster with a cell size of 5x5 meters interpolated from elevation curves in combination with the tool DEM Reconditioning reveals the most reliable results. By default, e.g. roads in the analyses function as water divides in the landscape. The DEM Reconditioning tool is used to force selected streams to flow through terrain, making the outcome more reliable. Apart from the commissioner, Project Havsmanualen, the results can be beneficial to others involved in work concerning drainage basins as well.