处理DEM 中闭合洼地和平坦区域的一种新方法 - 水科学进展.PDF

第 14 卷 第 3 期 水 科 学 进 展 Vol14 ,No3 2003 年 5 月 　　 ADVANCES IN WATER SCIENCE 　　May ,2003 　 处理 DEM 中闭合洼地和平坦区域的一种新方法 孔凡哲1 ,2 , 芮孝芳1 ( 1 河海大学水资源环境学院 , 江苏 南京 　210098 ; 2 徐州师范大学城市与环境学系 , 江苏 徐州 　221009) ( ) 摘要 : 数字高程模型 DEM 中的闭合洼地和平坦区域影响着流域排水网络的自动提取 。目前已提出很多方法来处理 这两种地形 , 但均针对已经形成的DEM 单元网格进行处理 , 结果往往生成伪河道及平行河道 。在回顾分析了这些 方法存在的问题后 , 提出了一种新的处理方法 , 该法认为 DEM 中的闭合洼地和平坦区域是由于低质量的资料输入 、 生成 DEM 时的内插误差等引起的。通过增加输入地形高程信息 , 避免了DEM 中平坦区域和闭合洼地的生成 , 从而 使由DEM 生成的河网与实际河网能够精确拟合 。实例分析表明 , 该方法效果明显 。 关 　键 　词 : 数字高程模型 ; 闭合洼地 ; 平坦区域 ; 河网 ( ) 中图分类号 : P3431 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 2003 0329005 ( ) 数字高程模型 DEM 在流域水文模拟中已得到了广泛应用 。为了提取河网及流域特征 , 已提出很多方法来 自动处理栅格 DEM[ 1～6 ] , 这些方法基本上都是使用某种方式 , 通过对地表径流进行模拟来确定排水路径和流 域面积的。虽然 DEM 中的闭合洼地和平坦区域可能是真实的地形 , 但更经常是由于输入资料误差 、内插方法 以及 DEM 垂直和水平分辨率等原因造成的[2 ,4 ,6 ,8 ] 。方法本身很难处理 DEM 中的闭合洼地和平坦区域[7 ] 。应当 进行专门的处理才能使 DEM 表面的地表径流的流向得以确定 。 由O’callaghan 和Mark 提出的识别河网的方法 , 只有在 DEM 中每一个单元都确定了排水方向后才能够自动生 [9 ] ( ) [ 10 ] 成连续、单宽的河网 。最普遍使用的确定排水方向的方法是由Fairchild 和Leymarie 提出的 8 方向 D8 方法 , 此外 , 还有一些多流向方法 。无论哪一种方法 , DEM 中的闭合洼地和平坦区域都会引起一些问题 , 即在宽广的平 坦区域和闭合洼地出现平行的伪河道[6 ] 。可见 , 平坦区域和闭合洼地的存在影响着模拟河网的正确提取 。 目前 , 处理闭合洼地和平坦区域的方法都是针对已生成的、仅能近似代表地形的DEM 单元网格的 , 即在 平坦区域和闭合洼地形成后再加以处理 , 结果会得到不真实的伪河网 , 主要表现为平行河道及河道的裁弯取 直[6 ] 。另外 , 这些方法不能充分利用实测河网对计算河道进行矫正 , 即不考虑