喀斯特分布区小比例尺地表水系提取及阈值分析——以黔中水利枢纽工程区为例

针对喀斯特峰丛洼地集中连片分布区小比例尺水系提取及该尺度下阈值的合理确定,以精准、快速和经济提取大范围区域主干河网水系为目标,选取黔中水利枢纽工程区为研究对象,基于改进的30 m ASTER-GDEM数字高程数据,利用ArcGIS10. 2的Hydrology水文地理分析技术,探讨了无大比例尺水系图参照条件下喀斯特分布区地表水系提取及其合理汇流阈值的确定。结果表明:汇流累积量阈值的大小是决定河网密度的关键因子,阈值由小到大变化过程中河网密度的变化呈现出先快速降低后渐缓变化的趋势,即河流的数量随汇流累积量阈值门槛的升高而减少。通过分析汇流累积量与河网密度、河流总条数、河道总长之间的关系及其斜率变化,发现汇流累积阈值10 000是一个变点,阈值10 000以下河网密度、河流总条数、河道总长变化剧烈,10 000以上则变化趋缓。取汇流阈值10 000提取的水系叠加在Google Earth高分辨率遥感影像上与研究区互相独立的横江流域进行验证,结果发现该阈值下的水系基本与现状河流吻合。     

基于DEM的黄土沟道提取汇流量阈值确定方法

沟道是黄土高原重要的地形特征和水文特征,汇流量阈值是采用水文分析方法提取沟道的关键,目前已有汇流量阈值的确定方法具有较强的主观性。为解决汇流量阈值不确定性的问题,采用30 m分辨率DEM为基础数据,以延安市宝塔区碾庄沟流域为研究区,提出了一种基于受试者工作特征曲线(ROC曲线)确定汇流量阈值的方法。首先采集69个实际沟道起点,分析沟道起点的汇流特征,并确定了汇流量集聚区间;其次提取了500个一级沟道点作为样本点,采用ROC曲线分析了汇流量对沟道的诊断价值,得到了汇流量最优阈值。结果表明:汇流量对沟道具有较高的诊断价值,存在某一汇流量阈值能够较好地判定样本点是否为沟道;采用ROC曲线法确定的汇流量最优阈值提取的沟道均方根误差<2.5个像元,结果较为理想。     

基于DEM的吉太曲流域水文信息分析

以吉太曲流域1∶10 000数字地形图生成的DEM数据为基础,利用Arc GIS10.0中的Hydrology模块,采用D8算法确定水流流向,设置汇流累计量的阈值为1 000,提取了流域有关水文信息。结果表明:1东、南、西三个方向为吉太曲流域的主要流向,西北方向所占比例最小,这与吉太曲流域整体地势由西北向东南倾斜相符;2汇流累计量阈值取1 000时,计算结果与吉太曲流域河网的实际情况最为类似;3对水流长度和流域边界进行计算后得出吉太曲的长度为76.764km,流域面积为2 109 km2,与官方数据相近。     

基于最优尺度下的黄土高原区小流域密度及分形规律

考虑尺度效应产生地表信息量表达的差异性,基于GIS与均值变点法对15个常用DEM模型尺度进行分析,得出表达陇东地区小流域密度与分形的最优尺度为90 m,汇流累积量阈值为500.以此为基础,分别使用2000年、2009年、2019年最优尺度下的DEM提取流域沟道信息,计算密度及分形分维值,并分析其时空变化规律,得出:20...     

漳河水库流域汇流计算方法研究

依据漳河水库流域洪水汇流的实际情况,提出了流域汇流计算的新方法——单位累积过程线法。详细阐述了该方法定义、假定和分析方法,采用迭代法分析得到漳河水库流域单位累积过程线,建立了单位累积过程线与流域暴雨中心位置和降雨强度的相关关系,实现了由已知暴雨中心位置和降雨强度反推流域单位累积过程线,对所分析的单位线进行公式化,并运用到生产实践中。     

基于DEM和GIS的流域水文信息提取——以巴中市为例

为了探讨基于DEM和GIS的流域水文信息提取过程中阈值确定的有关问题,应用ArcGIS中的Hydrology水文分析工具,对巴中市水域的水文信息提取进行了研究。研究结果表明:1汇流累积量与河网密度、流域面积满足二阶导数关系,利用导数关系能够有效确定河网提取阈值。2阈值对河网信息提取具有较大的影响,阈值越小,河网越稠密。当阈值达到8500时,提取的河网密度和面积基本趋于稳定且与实际水系基本符合。3实际地形特征、原始DEM数据可能存在的误差以及其他人为因素等都会对水文提取结果产生影响。     

以黄河上游区下段流域为例分析ArcGIS环境下DEM流域特征提取

文章基于DEM,以黄河上游区下段流域为例,使用地理信息系统软件ArcGIS10. 2进行水文特征参数的提取,进而获得研究区河流流向分析、汇流累积量、河网等一系列信息。     

重庆市梁滩河汇流阈值分析与地貌发育研究

以梁滩河12.5 m DEM、重庆市第三次国土调查数据、TM影像为数据基础,利用ArcGIS中的水文分析模块对研究区的河流长度、流域面积、河网密度以及河道个数等水文信息进行提取,将不同汇流阈值下提取的数据与实际河网数据进行对比分析,并通过Horton算法与起伏比法对流域地貌发育阶段进行判定。结果表明,汇流阈值与河流长度、河网密度、河道个数之间存在幂函数关系,拟合度较好;流域的最佳汇流阈值为35000;利用分辨率为30 m的TM影像采取NDWI指数进行自动提取,存在漏提或断流现象;利用Horton算法与起伏比法,最终得出梁滩河流域的地貌发育阶段可能为幼龄期向壮年(偏幼)期发展。     

北京市管网排水流域雨洪模型研究

本文针对北京市管网排水地区特点,将流域简化戎完全不透水铺面和透水铺面来模拟地表净雨过程.降雨损失计算主要考虑雨期蒸发、洼地蓄水和土壤下渗。地面洼地蓄水随次降雨量增加而逐步累积至流域最大洼蓄量,可用林斯莱公式描述;下渗仅发生于透水面积,采用霍顿下渗公式计算。在汇流计算中,分地面汇流和管网汇流两个阶段。地面汇流是根据地面集流时间采用线性水库模型模拟;模型管网汇流采用一般水库调蓄演算方法。通过对地处市区的太平湖流域雨洪过程模拟和验证结果表明,这一模型对北京市管网排水流域是适用的。     

乌溪江流域洪水预报及实时校正方法研究

应用新安江模型对乌溪江流域进行洪水预报,基于流域产汇流特点,将乌溪江流域以雨量站为中心划分子流域,以各子流域坡面汇流流达时间参数控制流域汇流,以达到模拟流域汇流时变性的效果。为了减小初始状态误差,使得模型计算过程中误差不逐时段累积,提出采用逐时段优选前期自由水蓄水量方法进行实时校正,并利用预测流量过程的径流系数做合理性验证。结果表明,在乌溪江流域划分子流域洪水预报效果较好,实时校正后预报精度更高,优选前期自由蓄水量实时校正预报流量是合理的。     

基于SRTM DEM的盘龙河流域河网提取研究

河网、流域盆地的提取对于数字流域建立、流域水文分析等具有重要意义。基于SRTM DEM数据,采用ArcGIS 9.3平台下Hydrology工具提供的地表径流漫流模型,以中越国际河流———盘龙河流域为例,对水流方向、汇流累积量、河网水系及流域边界进行了提取。利用Google Earth和国家基础地理信息系统1∶400万河流资料进行验证.结果表明:基于DEM生成的数字水系与实际基本吻合,流域面积相对误差为1.32%,证明该模型具有较高的精度。     

河套灌区排水网络集水面积闽值研究

流域数字水系网络提取的精度,通常与所使用的数字高程图（DEM）的精度和集水面积阈值的大小有关。在给定的DEM图上,数字水系的精度基本上取决于集水面积阈值的设置。首先介绍了几种确定阈值大小的方法,然后应用其中的“河网密度”法来对河套灌区的排干沟的水系网络进行提取。结果表明,该方法能很好地应用于灌区水系网络的合理提取。     

基于DEM和ArcGIS的浐灞流域水文特征提取研究

基于DEM数据,在ArcGIS环境下,提取浐灞流域的坡度、坡向地形特征以及不同集水阈值下的流向、河网密度、河源数等水文信息。结果表明:集水阈值和河网密度、汇流面积之间存在幂函数关系,阈值越大,河网越稀疏;对其二阶求导确定了流域的最佳阈值为8000,避免了以往确定阈值的主观随机性。运用ArcGIS嵌套软件TauDEM提取了最佳阈值的河网,并利用Strahler法对河网进行了分级。提取的河网与浐灞自然水系基本吻合,流域地形水文特征符合流域概况,可直接作为水文模型参数,为浐灞流域的分级管理提供数据支持,该方法提高了建立流域水文模型的效率,成本低且精度高。     

涪江通口河流域河网提取及唐家山溃流洪水模拟分析

基于美国Global Land Cover Facility（GLCF）的2004．3 Arc Second SRTM Elevation全球90m精度的DEM数据源,采用作者开发的DEM凹陷区域识别与处理、河网自动生成与流域划分软件,提取了四川省唐家山堰塞湖所在涪江通口河流域河网相关信息。采用具有高分辨率及高稳定性能格式精度的二维水动力学模型,将两种估算的唐家山堰塞湖溃决流量过程作为输入,估算了唐家山堰塞湖以下涪江通口河流域的洪水过程与低洼地的洪水淹没过程。结果表明,从公开的高分辨率全球DEM数据自动提取指定流域信息,采用二维水动力学模型模拟流域尺度突发洪水淹没过程的模型系统,可以快速、便捷地模拟不同流域的洪水演进过程,可为国家的洪水灾害防治分析提供实用和可靠的技术工具和手段。     

高原山区水系结构及连通性初探——以滇池流域为例

基于2000年1∶10 000地形图中水系数据,借助GIS平台,采用Strahler水系分级,选取水系形态、水系密度、水系复杂度及水系连通度等结构指标,探讨了所属高原山区的滇池流域水系空间维度上的特征及其与沿海平原河网的差异性,并分析与评价了流域内水利工程对区域的水系结构及功能的影响,提出了基于连通性内涵的评价指标F,同时在流域内进行了应用。结果表明滇池流域内水系结构基本满足Horton定律,水系形态在空间维度上的差异性不显著;相比沿海地区,滇池流域的水系密度较低,水系整体发育程度不高;蓄水工程增大了流域水面率,提高了流域调蓄能力,Hurst指数能较好地反映这种变化;连通性评价指标F能较好地反映工程对流域连通性的作用,对其他工程的规划决策及评价具有一定的参考意义。     

基于GIS的乌江流域新安江模型参数率定

为了使新安江模型的运用更能真实反映流域的基本特征及产汇流机理,利用地理信息系统空间分析的功能,由数字高程模型导出乌江武隆以上流域的流域排水网,并在此基础上提取汇流长度及坡度等地形特征值。在地理信息系统平台上,计算出流域下垫面的植被、土壤、地貌等特征值,并将其与流域模型参数建立相关关系。结果表明,各流域模拟的确定性系数及模拟精度均较高。因此,预报结果更加合理,理论依据也更加可靠。     

基于DEM的流域水文特征提取方法研究

运用GIS软件ArcGIS，以黄土丘陵沟壑区小流域为例，探讨了从数字高程模型（DEM）中提取流域水文特征的详细过程，包括：DEM的生成和预处理、水流方向的确定、流域汇流能力分析、河网的提取、流域边界的确定和子流域的划分。提出了基于DEM自动生成数字流域的一种方法，并将自动提取的流域与从地形图和遥感影像相结合手工提取的流域做了对比分析。结果表明，利用该方法提取的流域与利用手工方法提取的流域基本一致，平均误差为4．3％，从而证明该方法具有较高的精度。     

基于水文应用的多源数字高程模型精度分析

天空地监测技术的迅速发展使得可免费获取的地形数据越来越多,而不同地形数据的精度和现势性制约着水文科学的创新和发展。收集目前可免费获取的数字高程模型,基于分辨率、现势性、覆盖范围等属性筛选出SRTM、ASTER2 GDEM和ALOS World 3D三类数据源为研究对象,针对不同地形地貌区,计算分析与水文密切相关的DEM衍生特征的精度,进而提出不同数字高程模型在水文应用中的适用范围。经分析:各DEM在地势起伏大的区域,地形宏观描述基本一致;地势起伏小的区域,Aster2 DEM与其他三种DEM存在差异;在中小河流洪水预报的经验模型中,根据资料情况利用任何一种数字高程模型提取流域参数均可,不作为影响模型精度的重要指标。在地势起伏大的地区,除SRTM外各DEM对水系形态的描述精度较高;地势起伏小的地区,除ALOS world 3D能准确描述河口区域水系结构关系外,其余DEM均不能准确描述河口区域水系形态;分布式水文模型的产汇流分析、水文通视性分析等建议使用ALOS world 3D。     

Arc Hydro模型提取流域水文信息及精度分析——以松花江流域为例

流域水文模型已成为流域水文信息提取的重要手段。运用Arc Hydro模型以松花江流域为研究对象,以分辨率为90 m的SRTM DEM为数据源,以松花江流域1∶25万水系矢量数据为参照,分别在400,500和600 km2三个不同集水面积阈值下进行河网提取。运用图像比对软件Alike Duplicate Image Finder对所提取河网进行精度分析。结果显示:集水面积阈值为500 km2下提取的河网最为精确。在500 km2集水面积阈值基础上,运用Arc Hydro模型将松花江流域划分为642个子流域。基于Arc Hydro模型提取的松花江流域河网与实际河网基本一致,说明利用该模型进行流域水文信息提取是合理可行的。