Grafo idrografico

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Grafo idrografico

geodrinx
Salve,

qualcuno conosce un metodo per ricostruire la gerarchia di un grafo di un file   idrografico?

Vedo di spiegare meglio ( se riesco ).

Il layer SHP di "DBPrior 10k" contiene gli assi idrografici italiani, con una buona ( ma variabile ) rappresentazione planimetrica.
Nelle informazioni associate troviamo un campo, chiamato "sibapo", formato da una stringa di caratteri, separati da punti, che descrivono la gerarchia dei vari rami dei corsi d'acqua.  Ad esempio, con "001.002.005.000.000" si individua il quinto ramo del secondo affluente del primo fiume d'Italia.
Ora, il problema e' che il campo "sibapo" non e' stato riempito sempre.

Quindi, torno alla mia domanda iniziale:
Esiste un metodo, in Grass o altro sw open, per ricostruire il "sibapo" ( o altro ) di un grafo gerarchico, come quello idrografico?

Riconoscenza eterna  ;)

Saluti

Rob
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Re: Grafo idrografico

margherita
Ciao,

2012/7/26 Geodrinx <[hidden email]>
Salve,

qualcuno conosce un metodo per ricostruire la gerarchia di un grafo di un file   idrografico?

Vedo di spiegare meglio ( se riesco ).

Il layer SHP di "DBPrior 10k" contiene gli assi idrografici italiani, con una buona ( ma variabile ) rappresentazione planimetrica.
Nelle informazioni associate troviamo un campo, chiamato "sibapo", formato da una stringa di caratteri, separati da punti, che descrivono la gerarchia dei vari rami dei corsi d'acqua.  Ad esempio, con "001.002.005.000.000" si individua il quinto ramo del secondo affluente del primo fiume d'Italia.
Ora, il problema e' che il campo "sibapo" non e' stato riempito sempre.

Quindi, torno alla mia domanda iniziale:
Esiste un metodo, in Grass o altro sw open, per ricostruire il "sibapo" ( o altro ) di un grafo gerarchico, come quello idrografico?

In idrologia ci sono diversi metodi di gerarchizzazione, per cui dovresti capire innanzi tutto quello che e` stato usato. Il piu` comune e` quello di Strahler. In GRASS puoi ricavare l'ordinamento di Strahler (e anche altri) usando r.stream.order [1] (e` un addOn). Il problema e` che r.stream.order non prende in input un reticolo idrografico preesistente, ma l'output di r.watershed o r.stream.extract. In pratica devi tarare la soglia per l'estrazione del reticolo idrografico in modo da avvicinarlo il piu possibile a quello reale.

Ciao
Margherita


[1] http://grass.osgeo.org/wiki/GRASS_AddOns#r.stream.order

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Dr. Margherita Di Leo

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Re: Grafo idrografico

Andrea Antonello
Ciao Rob, Madi,

[...]

>> Quindi, torno alla mia domanda iniziale:
>> Esiste un metodo, in Grass o altro sw open, per ricostruire il "sibapo" (
>> o altro ) di un grafo gerarchico, come quello idrografico?
>
>
> In idrologia ci sono diversi metodi di gerarchizzazione, per cui dovresti
> capire innanzi tutto quello che e` stato usato. Il piu` comune e` quello di
> Strahler. In GRASS puoi ricavare l'ordinamento di Strahler (e anche altri)
> usando r.stream.order [1] (e` un addOn). Il problema e` che r.stream.order
> non prende in input un reticolo idrografico preesistente, ma l'output di
> r.watershed o r.stream.extract. In pratica devi tarare la soglia per
> l'estrazione del reticolo idrografico in modo da avvicinarlo il piu
> possibile a quello reale.

Madi, non credo che questo sia quello che serve a Rob.
Strahler e' una numerazione della rete, non una gerarchizzazione (non
e' navigabile). Oltre al fatto che estrarre un reticolo "antropizzato"
uguale a quelli forniti senza forzature e' praticamente impossibile.
Puo' essere utile ai fini di una analisi idrologica, ma non per tutta
una serie di altre attivita'.

Rob, nei jgrasstools (quindi Spatial Toolbox di uDig) abbiamo un
modulo di gerarchizzazione della rete secondo la numerazione di
Pfaffstetter (vedi [0]).
Partire da una rete esistente e' un vero macello.
Partendo dal presupposto che tu:
- abbia il DTM che ha generato la rete (di solito non e' cosi') o
almeno un DTM di risoluzione compatibile con la rete,
- che la rete sia digitalizzata da monte verso valle
- le confluenze non abbiano piu' di due corsi entranti nello stesso
punto (diff di almeno un pixel)
- tu stia analizzando un bacino unico (i.e. non potresti farlo per
tutta Italia in un colpo

le operazioni da fare nei jgrasstools sarebbero (piu' o meno, come al
solito dipende dai dati):
- rasterizzazione della tua rete vettoriale creando le direzioni di drenaggio
- creazione della mappa delle direzioni di drenaggio "forzandola" a
seguire la tua rete
- numerazione della rete
- gerarchizzazione con Pfafstetter

Di fatto il tutto non e' semplice e non assicuro nulla, molto dipende
dal dato, da cosa ti serve e come ti serve etc etc etc etc e ancora
etc.

Noi siamo interessati al discorso, se vuoi si puo' proseguire la
discussione nella lista dei jgrasstools [1].

Ciao,
Andrea


[0] http://www.slideshare.net/silli/jhydro-an-implementation-of-the-digital-watershed-presentation
[1] http://groups.google.com/group/jgrasstools



>
> Ciao
> Margherita
>
>
> [1] http://grass.osgeo.org/wiki/GRASS_AddOns#r.stream.order
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Re: Grafo idrografico

geodrinx
Se puo' essere utile saperlo, il vettoriale dell'idrografia e' caricato in una tabella PostGIS ( ma si potrebbe caricare anche in SpatiaLite, se si ritenesse necessario ).

Domanda: non ci sono funzioni Spatial che ricostruiscono la topologia e quindi il grafo?
Qualcosa del genere non e' stato fatto per i dati OpenStreetMap?
In fondo il grafo idrografico puo' essere considerato come le strade?
E' un'eresia, lo so :)
Ma, a parte qualche "dettaglio" come la direzione del flusso, le pendenze, il Dtm, la portata, gli argini, le inondazioni, lo storico meteo, etc etc in fondo si tratta sempre ( semplificando ) di un insieme connesso di linee... ;)

Quale funzione SpatiaLite posso usare?
Come devo, prima, preparare i dati?

Grazie, comunque, per qualunque idea sull'argomento in oggetto ( anche di tipo "brainstorming" )

Rob
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Re: Grafo idrografico

Andrea Fredduzzi


Il giorno 26 luglio 2012 09:56, Geodrinx <[hidden email]> ha scritto:
Ma, a parte qualche "dettaglio" come la direzione del flusso, le pendenze, il Dtm, la portata, gli argini, le inondazioni, lo storico meteo, etc etc in fondo si tratta sempre ( semplificando ) di un insieme connesso di linee... ;)

In questo caso la direzione di flusso non è un dettaglio. L'ordinamanto di Horton-Strahler si basa proprio sulla direzione di flusso e sul concetto di monte valle: si parte dalle zone di testata del bacino e si assegna l'ordine 1 alla prima asta che incontri, quando due aste di ordine 1 confluiscono la successiva sarà di ordine 2 e così via. Per questo i metodi che lo fanno hanno bisogno del dtm e di una rete idrografica congruente con il dem. 

Tra l'altro segnalo il recente Tau-dem - plugin sextante di Qgis

C'è un'altro problema...ho avuto a che fare con la classificazione sibapo qualche anno fa e se non ricordo male è completamente invertita rispetto a Horton-Strahler, assegnando l'ordine 1 all'ultima asta del bacino...(es il Tevere) 
--
Andrea Fredduzzi
Department of Civil and Environmental Engineering
University of Perugia
Via G. Duranti 93/a - 06125 Perugia (Italy)
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Re: Grafo idrografico

Andrea Antonello
In reply to this post by geodrinx
[...]
> Domanda: non ci sono funzioni Spatial che ricostruiscono la topologia e quindi il grafo?
> Qualcosa del genere non e' stato fatto per i dati OpenStreetMap?
> In fondo il grafo idrografico puo' essere considerato come le strade?
> E' un'eresia, lo so :)

Ecco, gia' :)

> Ma, a parte qualche "dettaglio" come la direzione del flusso, le pendenze, il Dtm, la portata, gli argini, le inondazioni, lo storico
> meteo, etc etc in fondo si tratta sempre ( semplificando ) di un insieme connesso di linee... ;)

Ok, mi pare di capire che il tuo utilizzo non sara' di tipo
idrologico/idraulico. Forse conviene che tu ci spieghi un pochino
meglio a cosa vuoi arrivare.

Il fatto e' che senza una visione scientifica, non riesci a
gerarchizzare in modo giusto.
Nel momento in cui ti trovi a una confluenza cosa fai? Il ramo
principale e' quello di destra o quello di sinistra?
Credo questa sia la domanda cruciale. Se devi compilare in modo
"esatto" i codici della gerarchia, devi fare le cose a "modo
idrologico", se invece non ti interessa, ma vuoi solo collegare il
tutto, penso sia piu' facile, anche se non saprei come fare senza
mettere mano al codice.

Ciao,
Andrea

> Quale funzione SpatiaLite posso usare?
> Come devo, prima, preparare i dati?
>
> Grazie, comunque, per qualunque idea sull'argomento in oggetto ( anche di tipo "brainstorming" )
>
> Rob
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Re: Grafo idrografico

geodrinx
In reply to this post by Andrea Fredduzzi
Ciao Andrea,

> se non ricordo male è completamente invertita rispetto a Horton-Strahler, assegnando l'ordine 1 all'ultima asta del bacino...(es il Tevere)

Esattamente.
La gerarchia ( anche se e' un reticolo ) parte dalla foce.
Non e' detto che sia un errore concettuale.
:)
Non sempre le sorgenti sono note:  vedi  caso del Nilo ... ;)
Dovendo battezzare un fiume, comincio dalla costa...
Mi dirai: "... e i laghi?"

A parte questo, direi che il primo step dovrebbe essere quello di numerare le foci dei fiumi e affini, cioe' trovare le polilinee che si intersecano con la linea di costa.

Corretto?


Rob
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Re: Grafo idrografico

margherita
Ciao,

sempre come brainstorming..

2012/7/26 Geodrinx <[hidden email]>
Ciao Andrea,

> se non ricordo male è completamente invertita rispetto a Horton-Strahler, assegnando l'ordine 1 all'ultima asta del bacino...(es il Tevere)

Esattamente.
La gerarchia ( anche se e' un reticolo ) parte dalla foce.

Forse segue l'ordinamento di Hack?
http://grass.osgeo.org/wiki/R.stream.*#r.stream.order (quarta immagine).

Ciao,
madi


--
Dr. Margherita Di Leo

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Re: Grafo idrografico

geodrinx
In reply to this post by Andrea Antonello

>  a cosa vuoi arrivare.

ad un database idrografico in cui ogni ramo "sappia" chi e', a chi appartenga, e dove si pone sequenzialmente nel suo "fiume" ( che prende il "nome" dalla foce ).

Ovvero, vorrei "riempire" il campo "sibapo" ( o qualcosa di simile ) in maniera corretta.

Penso si tratti di "cluster analisys" se non ricordo male dall'universita'.
Altra eresia.  ;)

Rob

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Re: Grafo idrografico

Andrea Fredduzzi
In reply to this post by margherita

sempre come brainstorming..

2012/7/26 Geodrinx <[hidden email]>
Ciao Andrea,

> se non ricordo male è completamente invertita rispetto a Horton-Strahler, assegnando l'ordine 1 all'ultima asta del bacino...(es il Tevere)

Esattamente.
La gerarchia ( anche se e' un reticolo ) parte dalla foce.

Forse segue l'ordinamento di Hack?
http://grass.osgeo.org/wiki/R.stream.*#r.stream.order (quarta immagine).

"A occhio" direi proprio di si, però devo ammettere la mia ignoranza....all'epoca per delle analisi geomorfologiche avevamo bisogno di un ordinamento Horton-Strahler e abbiamo abbandonato sibapo. Quindi non ho approfondito molto come avveniva la gerarchizzazione sibapo.
Penso che il fine sia proprio quello di evitare le complicazioni che ci sono nell'individuare le aste di ordine 1 in bacini diversi (threshold, mean stream drop e via dicendo) - cioè come dice rob "di non dovere per forza risalire alla sorgente"



--
Andrea Fredduzzi
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Re: Grafo idrografico

Andrea Fredduzzi
In reply to this post by geodrinx
A parte questo, direi che il primo step dovrebbe essere quello di numerare le foci dei fiumi e affini, cioe' trovare le polilinee che si intersecano con la linea di costa.

Corretto?

Penso sia corretto come punto di partenza, l'ordine 1 dovrebbe essere assegnato ai fiumi che sfociano in mare, cioè ai collettori principali dei vari bacini, però poi devi capire come avviene la gerarchizzazione

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Andrea Fredduzzi
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Re: Grafo idrografico

Manuela Corongiu
In reply to this post by geodrinx
Buon pomeriggio,
probabilmente arrivo tardi (rientrata ora dalle ferie),
comunque, il codice sibapo non ha valenza idrogeologica o morfologica, è
semplicemente un metodo univoco per codificare i corsi d'acqua a partire
dalla foce (sempre individuabile univocamente) su tutto il territorio
nazionale, definito originariamente dall'Autorita di Bacino del Po per
la codifica univoca di questo fiume e di tutti i sui affluenti, ed in
seguito adottato in ambito intesaGIS nella specifica del DBPrior10k. La
sua identificazione può essere ricostruita analiticamente anche senza
criteri spaziali (ma per ogni affluente occorre conoscere il padre) e
tenendo conto che la sequenza degli affluenti di uno stesso ordine, se
fatta a più riprese, dipende dal livello di dettaglio del rilievo.

in allegato un estratto della specifica del DBPrior10k in merito (il doc
integrale lo trovate al link
http://www.centrointerregionale-gis.it/DBPrior/1N1005v1.0.pdf)

per venire al problema in esame la ricostruzione del codice a partire da
anagrafiche preesistenti e parziali può avvenire in maniera speditiva ed
analitica ma l'attribuzione del codice nazionale ed interregionale e poi
regionale deve essere fatta dagli enti preposti (censimento nazionale
SINA e Regioni appunto). Ad ogni buon conto dal punto di vista pratico
il completamento per quei tratti privi di codice potrebbe essere fatto
speditivamente con procedura ad hoc che controlla gli estremi di ogni
arco ed attribuisce come padre il codice del tratto di ordine superiore
che tali punti intercettano. (criterio analogo fu utilizzato a suo tempo
per il completamento del grafo di Regione Toscana, mi dice il collega
David Pellegrini). Addirittura l'attribuzione del codice SIBAPO può
avvenire, anche se con una forzatura, indipendentemente dal verso, ad
esempio sui canali che in alcuni casi cambiano verso nell'arco di una
stessa giornata. Spero di sbagliarmi ma dubito che esistano procedure
consolidate, soprattutto open, trattandosi di un criterio nostrano.

buona fortuna quindi.
Manuela




Il 26/07/2012 8.08, Geodrinx ha scritto:

> Salve,
>
> qualcuno conosce un metodo per ricostruire la gerarchia di un grafo di un file   idrografico?
>
> Vedo di spiegare meglio ( se riesco ).
>
> Il layer SHP di "DBPrior 10k" contiene gli assi idrografici italiani, con una buona ( ma variabile ) rappresentazione planimetrica.
> Nelle informazioni associate troviamo un campo, chiamato "sibapo", formato da una stringa di caratteri, separati da punti, che descrivono la gerarchia dei vari rami dei corsi d'acqua.  Ad esempio, con "001.002.005.000.000" si individua il quinto ramo del secondo affluente del primo fiume d'Italia.
> Ora, il problema e' che il campo "sibapo" non e' stato riempito sempre.
>
> Quindi, torno alla mia domanda iniziale:
> Esiste un metodo, in Grass o altro sw open, per ricostruire il "sibapo" ( o altro ) di un grafo gerarchico, come quello idrografico?
>
> Riconoscenza eterna  ;)
>
> Saluti
>
> Rob
> _______________________________________________
> [hidden email]
> http://lists.gfoss.it/cgi-bin/mailman/listinfo/gfoss
> Questa e' una lista di discussione pubblica aperta a tutti.
> Non inviate messaggi commerciali.
> I messaggi di questa lista non rispecchiano necessariamente
> le posizioni dell'Associazione GFOSS.it.
> 605 iscritti al 10.7.2012
--
Dott. Ing. Manuela Corongiu
Researcher

Consorzio LAMMA
LAboratory for Monitoring and Environmental Modelling for the
sustainable development
http://www.lamma.rete.toscana.it
[hidden email]
CNR Research Area - Building D, Via Madonna Del Piano, 10
50019 Sesto Fiorentino (Florence) - Italy
TEL +39 055 4483075
FAX +39 055 444083


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Re: Grafo idrografico

Francesco
Manuela Corongiu <corongiu@...> writes:

>
> Buon pomeriggio,
> probabilmente arrivo tardi (rientrata ora dalle ferie),
> comunque, il codice sibapo non ha valenza idrogeologica o morfologica, è
> semplicemente un metodo univoco per codificare i corsi d'acqua a partire
> dalla foce (sempre individuabile univocamente) su tutto il territorio
> nazionale, definito originariamente dall'Autorita di Bacino del Po per
> la codifica univoca di questo fiume e di tutti i sui affluenti, ed in
> seguito adottato in ambito intesaGIS nella specifica del DBPrior10k. La
> sua identificazione può essere ricostruita analiticamente anche senza
> criteri spaziali (ma per ogni affluente occorre conoscere il padre) e
> tenendo conto che la sequenza degli affluenti di uno stesso ordine, se
> fatta a più riprese, dipende dal livello di dettaglio del rilievo.
>
> in allegato un estratto della specifica del DBPrior10k in merito (il doc
> integrale lo trovate al link
> http://www.centrointerregionale-gis.it/DBPrior/1N1005v1.0.pdf)
>
> per venire al problema in esame la ricostruzione del codice a partire da
> anagrafiche preesistenti e parziali può avvenire in maniera speditiva ed
> analitica ma l'attribuzione del codice nazionale ed interregionale e poi
> regionale deve essere fatta dagli enti preposti (censimento nazionale
> SINA e Regioni appunto). Ad ogni buon conto dal punto di vista pratico
> il completamento per quei tratti privi di codice potrebbe essere fatto
> speditivamente con procedura ad hoc che controlla gli estremi di ogni
> arco ed attribuisce come padre il codice del tratto di ordine superiore
> che tali punti intercettano. (criterio analogo fu utilizzato a suo tempo
> per il completamento del grafo di Regione Toscana, mi dice il collega
> David Pellegrini). Addirittura l'attribuzione del codice SIBAPO può
> avvenire, anche se con una forzatura, indipendentemente dal verso, ad
> esempio sui canali che in alcuni casi cambiano verso nell'arco di una
> stessa giornata. Spero di sbagliarmi ma dubito che esistano procedure
> consolidate, soprattutto open, trattandosi di un criterio nostrano.
>
> buona fortuna quindi.
> Manuela
>
> Il 26/07/2012 8.08, Geodrinx ha scritto:
> > Salve,
> >
> > qualcuno conosce un metodo per ricostruire la gerarchia di un grafo di
un file   idrografico?
> >
> > Vedo di spiegare meglio ( se riesco ).
> >
> > Il layer SHP di "DBPrior 10k" contiene gli assi idrografici italiani,
con una buona ( ma variabile )
> rappresentazione planimetrica.
> > Nelle informazioni associate troviamo un campo, chiamato "sibapo",
formato da una stringa di
> caratteri, separati da punti, che descrivono la gerarchia dei vari rami
dei corsi d'acqua.  Ad esempio,
> con "001.002.005.000.000" si individua il quinto ramo del secondo
affluente del primo fiume d'Italia.
> > Ora, il problema e' che il campo "sibapo" non e' stato riempito sempre.
> >
> > Quindi, torno alla mia domanda iniziale:
> > Esiste un metodo, in Grass o altro sw open, per ricostruire il "sibapo"
( o altro ) di un grafo gerarchico,

> come quello idrografico?
> >
> > Riconoscenza eterna  ;)
> >
> > Saluti
> >
> > Rob
> > _______________________________________________
> > Gfoss@...
> > http://lists.gfoss.it/cgi-bin/mailman/listinfo/gfoss
> > Questa e' una lista di discussione pubblica aperta a tutti.
> > Non inviate messaggi commerciali.
> > I messaggi di questa lista non rispecchiano necessariamente
> > le posizioni dell'Associazione GFOSS.it.
> > 605 iscritti al 10.7.2012
>

Scusate se mi intrometto in questa discussione, peraltro a distanza di molto
tempo dagli ultimi messaggi. Ma l'argomento da voi discusso mi interessa
direttamente per quello di cui mi sto occupando in questo periodo.

In particolare vorrei avere conferma del fatto che nel sistema di codifica
SIBAPO l'individuazione del corso d'acqua principale (e poi di quelli di
ordine superiore) venga fatta a priori, cioè senza un criterio idrologico.
Cioè che davanti ad una biforcazione, si conosca o si stabilisca (con
criterio "non analitico") quale ramo continui ad avere l'ordine del tratto
di confluenza a valle e quello a cui invece viene assegnato l'ordine maggiore.
Se ho ben capito il metodo di Hack risulta essere un'implementazione di
questa procedura di gerarchizzazione a partire dalla foce in cui però il
criterio arbitrario che ho descritto prima viene sostituito da uno
"analitico" basato sulla flow accumulation o sulla flow length.

Siete in grado di darmi una conferma di ciò sulla base delle vostre
conoscenze? Inoltre qualcuno saprebbe dirmi se esiste e dove trovare un
documento ufficiale in cui viene descritta la procedura di codifica SIBAPO?
Grazie mille!
Francesco




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Re: Grafo idrografico

Francesco
In reply to this post by margherita
Margherita Di Leo <diregola@...> writes:

>
>
> Ciao,sempre come brainstorming..
> 2012/7/26 Geodrinx <[hidden email]>
> Ciao Andrea,
>
> > se non ricordo male è completamente invertita rispetto a
Horton-Strahler, assegnando l'ordine 1 all'ultima asta del bacino...(es il
Tevere)
> Esattamente.
> La gerarchia ( anche se e' un reticolo ) parte dalla foce.
>
>
> Forse segue l'ordinamento di
Hack?http://grass.osgeo.org/wiki/R.stream.*#r.stream.order (quarta
immagine).Ciao,madi

>
> -- Dr. Margherita Di Leo
>
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Scusate se mi intrometto in questa discussione, peraltro a distanza di molto
tempo dagli ultimi messaggi. Ma l'argomento da voi discusso mi interessa
direttamente per quello di cui mi sto occupando in questo periodo.

In particolare vorrei avere conferma del fatto che nel sistema di codifica
SIBAPO l'individuazione del corso d'acqua principale (e poi di quelli di
ordine superiore) venga fatta a priori, cioè senza un criterio idrologico.
Cioè che davanti ad una biforcazione, si conosca o si stabilisca (con
criterio "non analitico") quale ramo continui ad avere l'ordine del tratto
di confluenza a valle e quello a cui invece viene assegnato l'ordine maggiore.
Se ho ben capito il metodo di Hack risulta essere un'implementazione di
questa procedura di gerarchizzazione a partire dalla foce in cui però il
criterio arbitrario che ho descritto prima viene sostituito da uno
"analitico" basato sulla flow accumulation o sulla flow length.

Siete in grado di darmi una conferma di ciò sulla base delle vostre
conoscenze? Inoltre qualcuno saprebbe dirmi se esiste e dove trovare un
documento ufficiale in cui viene descritta la procedura di codifica SIBAPO?
Grazie mille!
Francesco


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