第十章水文分析.ppt

1 、河网的生成 ①生成汇流累积量图 ②设定阈值 ③栅格河网的形成 ④栅格河网的矢量化 栅格河网转换成矢量河网对话框 提取河流网络 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 Value = No Data NET_GRID StreamToFeature 河流网络栅格 streamnet = con (flowacc 100, 1) 2 、 Stream Link 的生成 Stream link 记录河网中 一些节点之间的连接信息， 主要记录河网的结构信息。 如图所示， Stream link 的每条弧段连接着两个作 为出水点或汇合点的结点， 或者连接着作为出水点的 结点和河网起始点。 Stream link 示意图 弧段 结点 划分河段 为河流网络的各河段分配一个标识 Stream Link 计算对话框 河网分级 ? 河网分级是对一个线性的河流网络以数字标 识的形式划分级别。在地貌学中，对河流的 分级是根据河流的流量、形态等因素进行。 不同级别的河网所代表的汇流累积量不同， 级别越高，汇流累积量越大，一般是主流， 而那些级别较低的河网则是支流。这对于研 究水流的运动、汇流模式，及水土保持等具 有重要的意义。 GIS 软件应用与开发 第十章 水文分析 10.1 无洼地 DEM 的生成 10.2 汇流累积量 10.3 水流长度 10.4 河网提取 10.5 流域分割 水文分析：概述 基于 DEM 地表水文分析的主要内容是利用 水文分析工具提取地表水流径流模型的水流方 向、汇流累积量、水流长度、河流网络（包括 河流网络的分级等）以及对研究区的流域进行 分割等。通过对这些基本水文因子的提取和分 析，可再现水流的流动过程，最终完成水文分 析过程。 ? 数据基础：无洼地的 DEM ? 关键步骤：流向分析 10.1 无洼地 DEM 的生成： 概述 DEM 一般被认为是比较光滑的地形表面的模拟，但是由于内 插的原因以及一些真实地形（如喀斯特地貌）的存在，使得 DEM 表面存在着一些凹陷的区域。这些区域在进行地表水流模拟时， 由于低高程栅格的存在，使得在进行水流流向计算时在该区域 得到不合理的或错误的水流方向。因此，在进行水流方向的计 算之前，应该首先对原始 DEM 数据进行洼地填充，得到无洼地的 DEM 。 洼地填充的基本过程是先利用水流方向数据计算出 DEM 数据 中的洼地区域，然后计算出这些的洼地区域的洼地深度，最后 以这些洼地深度为参考而设定填充阈值进行洼地填充。 数据基础 : 无洼地的 DEM ? 被较高高程区域围绕的洼地是进行水文分析 的一大障碍，因此在确定水流方向以前，必 须先将洼地填充。 ? 有些洼地是在 DEM 生成过程中带来的数据 错误，但另外一些却表示了真实的地形如采 石场或岩洞等。 ? 通过填充 洼地 (Fill Sinks) 得 到 无洼地 的 DEM ? 在经过填充洼地后的 DEM （ Filled Dem ）， 流水可以畅通无阻地流至区域地形的边缘。 ? 在经过填充洼地后的 DEM 是流向分析的基础 水流方向提取 ? 水流方向是指水流离开每一个栅格单元时的 指向。在 ArcGIS 中通过将中心栅格的 8 个邻 域栅格编码，水流方向便可由其中的某一值 来确定，栅格方向编码如图所示。 水流流向编码 例如：如果中心栅格的水流流向左边，则其 水流方向被赋值为 16 。输出的方向值以 2 的幂值 指定是因为存在栅格水流方向不能确定的情况， 此时需将数个方向值相加，这样在后续处理中 从相加结果便可以确定相加时中心栅格的邻域 栅格状况。 水流方向 Flow Direction 计算对话框 流向分析原理 ? 水流的流向是通过计算中心栅格与邻域栅格的最大距离权 落差来确定的。距离权落差是指中心栅格与邻域栅格的高 程差除以两栅格间的距离，栅格间的距离与方向有关，如 果邻域栅格对中心栅格的方向值为 2 、 8 、 32 、 128 ，则 栅格间的距离为 ，否则距离为 1 。 1014 1011 1004 1019 1015 1007 1025 1021 1012 +1 +4 +11 -4 +8 -10 -6 +3 (a) (b) (c) 1 64 128 16 32 8 4 2 ？ ？