温岭商铺出租:ArcGIS9.0在水文分析中的应用（孙鹏翔 胡昱玲）

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时间： 2011-05-10 15:34:00
来源：《安徽水利水电职业技术学院学报》2010年3月
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摘要:文章介绍了Arcgis9.0中水文分析的方法,通过对基本水文因子的提取和基本水文分析,可在DEM表面之上再现水流的流动过程,最终完成水文分析过程。
关键词:ArcGIS;DEM;栅格数据;水文因子
DOI:10. 3969/j.issn. 1671-6221.2010.01.015
中图分类号:TV12　文献标识码:A　文章编号:1671-6221(2009)04-0041-02
The Application of ArcGIS 9.0 to hydrological analysis
SUN Peng-xiang1 , 　HU Yu-lin
Abstract :This paper introduces hydrological analysis methods in ArcGIS 9.0, Through the extraction of the fundamental hydrological factors and basic hydrological analysis, the flowing process reappears on the DEM surface. Event ually, the hydrological analysis is accomplished.
Key words :ArcGIS ;DEM;data extraction ;hydrological factor
ArcGIS9. 0 提供的水文分析模块主要用来建立地表水的运动模型,辅助分析地表水流从哪里产生以及要流向何处,再现水流的流动过程。本文主要介绍ArcGIS9. 0水文分析模块的应用。
1 　水文分析的步骤
1. 1 　无洼地DEM生成
DEM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。那么这些区域在进行地表水流模拟时,由于低高程栅格的存在,从而使得在进行水流流向计算时在该区域的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。
1. 2 　汇流累计量
在地表径流模拟过程中,汇流累积量是基于水流方向数据计算而来的。对每一个栅格来说,其汇流累积量大小代表着其上游有多少个栅格的水流方向最终汇流经过该栅格,汇流累积的数值越大,该区域越易形成地表径流。
基于无洼地DEM的水流方向的计算,使用的DEM数据是上述建立的经过填充的无洼地DEM。汇流累积量的计算,在得到水流方向之后,可以利用水流方向数据来计算汇流累积量。由于缺少当地的具体资料,故所有的栅格配以相同的权值1,那么计算出来的汇流累积量的数值就代表着该栅格位置流入的栅格数的多少。
1. 3 　水流长度
水流长度通常是指在地面上一点沿水流方向到其流向起点(终点)间的最大地面距离在水平面上的投影长度。对于水流长度的提取,在ArcGIS9.0中,水流长度的提取提供了以上两种方向上的水流长度的提取方式,一种是顺流计算,一种是朔流计算。
1. 4 　河网的生成
(1) 阈值的设定。在设定阈值时,应充分对研究区域和研究对象进行分析,通过不断的实验和利用现有地形图等其它数据辅助检验的方法来确定能满足研究需要并且符合研究区域地形地貌条件的合适的阈值。
(2) 栅格河网的生成。利用mapalgebra工具集中的multi map outp ut 工具中的con 命令或者setnull 命令计算的,他们都是基于栅格进行有条件的查询并将查询结果赋予新的栅格数据中。栅格河网的生成是利用设定一个河网生成阈值,也可以利用ArcMap 中的Spatial Analysis 分析模块下的RasterCalculator来计算出所有大于设定阈值的栅格,这些栅格就是河网的潜在位置。将计算出来的栅格河网命名为streamnet。
(3) 栅格河网矢量化。在hydrology工具集中提供了将上一步生成的栅格河网进行矢量化的工具stream to feature ,通过stream to feature 就可以得到矢量形式的河网图。栅格数据的矢量化时,选择的是最短的路线绘制成线。
1. 5 　河网分级
河网分级是对一个线性的河流网络进行分级别的数字标识。在ArcGIS 的水文分析中,提供两种常用的河网分级方法:Strahler分级和Shreve分级。结合实际情况,本次分析采用了Shreve的分级方式,得到河流分级叠加在填充后的DEM。对于Shreve分级而言,其第1级河网的定义与Strahler分级是相同的,所不同的是以后的分级,两条1级河网弧段汇流而成的河网弧段为2级河网弧段,那么对于以后更高级别的河网弧段,其级别的定义是由其汇入河网弧段的级别之和,当1条3级河网弧段和1条4级河网弧段汇流而成的新的河网弧段的级别就是7,那么这种河网分级到最后出水口的位置时,其河网的级别数刚好是该河网中所有的1级河网弧段的个数。
2 　结束语
通过水文分析工具的应用,有助于了解排水系统和地表水流过程的一些基本的概念和关键的过程,以及怎样通过ArcGIS9. 0 水文分析工具从DEM 数据上获取更多的水文信息。
[参考文献]
[ 1 ] 　乌伦,刘瑜. 地理信息系统—原理、方法和应用[M]. 北京:科学出版社,2004.
[ 2 ] 　龚健雅. 地理信息系统基础[M]. 北京:科学出版社,2001.
[ 3 ] 　曹瑜,胡光道. 地理信息系统在国内外应用现状[J]. 计算机与现代化,1999, (3) :1 - 5.
作者简介:孙鹏翔(1981-) ,男,安徽利辛人,助理工程师,主要从事水利规划设计工作。