基于DEM的数字河网生成方法的探讨

 流域地形是决定河网水系的一个关键性因素,是数字流域和分布式水文模型研究的主要内容。总结了根据流域的数字高程模型（DEM）自动提取河网水系的集水面积方法。首先计算出流域上各点（或栅格）的集水面积;然后通过分析临界支撑面积（CSA）的取值对所提取的数字水系总长度以及平均坡降的影响,确定反映该流域河流地貌发育的临界支撑面积。并选择一个面积为265 km2的流域进行了河网水系提取的实例分析, 所得结果和实际情况比较符合。该方法自动化程度高,在分析流域的河网水系结构特征时具有一定的应用价值。     

基于DEM的流域数字河网提取算法研究

以GIS为平台,介绍了基于地表径流漫流模型的流域河网提取算法与流程.根据DEM数据特点,通过洼地的识别和填充、平地的抬升、水流方向的确定、水流累积矩阵的确定、河流栅格网络的生成、河网水系的生成以及子流域的分割等过程,实现了流域河网特征的提取,得到了数字流域矢量图.以西安市浐灞河流域为研究对象,采用NASA提供的90m分辨率的SRTM-DEM为基本的地形数据,进行流域特征信息的提取.经计算得到的研究区域河网特征以及流域信息与实际河流水系特征及流域信息基本吻合,认为基于地表漫流模型的流域数字河网提取算法,结果合理可信,能够满足科学研究和实际工程的应用.     

基于栅格数字高程模型DEM的河网提取及实现

从数字高程模型(DigitalElevationModels)DEM直接提取河网及相关流域信息,是分布式水文模型开发与应用的基础。本文基于D8(eightflowdirectionmatrix)处理方法,开发出一套DEM凹陷区域识别与处理、河网自动生成与流域划分软件。在新疆天山,应用本软件在100m×100m精度的DEM数据上生成的河网与全国1 25万的数字河流对比验证,吻合较好。此外,在美国联邦地质调查局(USGS)的HYDRO1k全球1km精度的DEM数据源基础上,所提取生成的长江流域河网,与1 100万的数字长江主要河道对比,差别不大。结果表明,所开发软件能够很好地自动生成流域水系,可为进一步开发分布式水文模型提供技术基础。     

基于DEM的河网提取算法的比较

本文在数据独立的DEM解译算法分析方法支持下,以比汇水面积(Specific catchment area,SCA)为计算对象,对目前流行的5种路径算法D8、Rho8、FMFD、Dinf和DEMON进行了详细的比较和分析。文中首先从SCA的定义出发,建立了SCA的计算表达式,然后构建了表达式已知的4种数学曲面模拟DEM,最后通过SCA的计算值和理论值的统计分析,定量地描述了5种路径算法所具有的精度,并从算法复杂度、时间效率、健壮性、存储结构、格网结构及流向计算精度方面对路径算法进行了综合评价。结果认为基于坡向的路径算法即DEMON和Dinf能给出较可靠的SCA值和较理想的SCA分布,而基于坡度的路径算法的误差较小。     

基于不规则三角网的河网提取算法

本文提出了一种基于不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)的河网水系提取算法。讨论了河网水系的结构模式,包括河网水系的组织结构、层次结构和拓扑结构,并给出了河网水系描述的拓扑数据结构。在分析TIN中三角形各边的汇流特性基础上,依据矢量代数理论,讨论了三角形各边和水流方向的关系,并给出了各边汇流特性的判断准则。基于上述理论,设计了TIN的河网水系提取算法,并通过实例进行了分析验证。     

基于GIS和DEM岷江流域都江堰区域河网水系的提取方法研究

以岷江流域都江堰区域为试验研究对象,论述常用的基于数字高程模型(DEM)提取流域河网水系的方法和原理.采用1:25万DEM作为基本的地形数据,应用ESRI公司开发的ArcGIS地理信息系统软件进行河网水系提取.并对研究区域提取结果进行了详细的分析,得出了河网提取时应注意的问题,为GIS在河网提取方法研究方面提供了更加成熟的理论与实践基础.     

基于DEM的河网提取方法对比分析

对由RiverTools和Arc/Info提取的流域河网特征进行对比分析,两种方法得到的河网比较一致,但是分水线,特别是计算的流域面积差别较大,RiverTools的计算结果更接近实际情况。Arc/Info的可视化程度高,有利于问题的分析。在流域水文研究,特别是水文模拟研究中可将两种方法结合起来。     

基于DEM的乌梁素海东部流域河网信息提取

以乌梁素海东部流域为研究区,基于免费获取的3〃的Shuttle Radar Topography Mission(SRTM)数字高程模型(DEM),利用HEC-GeoHMS模块,确定流域不同汇流累积量阈值的河网密度,通过二者关系曲线,得出东部流域最适汇流累积量阈值为15 km2.实现流域水系提取和子流域划分,继而将其与...     

基于DEM的塔里木河流域数字河网提取与分析

针对干旱半干旱地区数字河网提取及修正问题,以塔里木河流域为研究区域,基于30 m水平分辨率AETER GDEM数据产品,利用Arc Hydro Tools模型对流域河网进行提取,并以水文站为子流域出口断面划分子流域,分析不同类型地貌特征河网提取与实际情况的差异,对河网提取与实际情况误差较大区域基于AGREE算法进行DEM修正。结果表明:(1)基于DEM进行河网提取的结果在地势起伏较大的山地精度较高。在丘陵平原等地区由于采样误差、人类活动等原因精度较差甚至出现错误,对不同类型的地貌单元应进行不同程度的DEM修正使提取河网与实际情况相符合。(2)河网提取时将汇水面积阈值设定为子流域最大汇水累积量1%时提取结果与实际情况最为符合。(3)从提取的效率来看,利用DEM和Arc Hydro Tools并结合DEM修正技术对流域河网进行提取效率较高,适用于水文模型构建的基础工作。     

基于数字高程模型的河网提取及子流域生成

提出新的从DEM直接提取河网与划分子流域的方法(AEDNM)。该方法与以往方法的不同之处在于不再对DEM进行填洼处理,而是结合图论与水文学的思想,从流域的出口直接向上游搜索,通过图的遍历来确定流向,使全流域形成一个有向无环图,这样提取的河网可以保证是连续的,同实际河网误差很小。根据河网划分的子流域大小也基本均匀,能够满足水文模型模拟的需求。经过黄河、泾河与白河流域的算例验证,表明该法简单可行。     

GIS环境下泾河流域水系特征的提取及探讨

利用ArcGIS的水文分析模块对泾河流域河网水系进行自动提取,得出了泾河的水流方向、汇流累计量、分级河网、子流域边界等河网信息,使用自动提取与人工矢量化相结合的方法对面状水域的河流边界进行处理,克服了水系特征自动化提取在宽阔水域方面的缺陷,从河网密度与集水阈值的关系出发,确定了河网提取的阈值,避免了以往阈值设定的随机性。结果表明:基于ArcGIS平台的泾河水系提取虽然在大面积水域边界提取方面存在不足,但提取的整体效果良好、成本低,极大地提高了水系特征提取的自动化水平。     

Arc Hydro模型在流域水文特征提取中的应用——以蓟县沙河流域为例

详细介绍了基于ArcGIS9.3平台的Arc Hydro模型的结构及使用方法,包括从原始高程数据提取河网的步骤。研究区域选取天津市蓟县的沙河流域,采用90 m分辨率的DEM作为基本地形数据,对沙河流域水文特征的提取,共生成28个子流域。分析结果表明:与实际河流水系特征基本吻合,因此应用Arc Hydro工具集划分的流域结果是合理的。     

基于数字化水系修正DEM提取流域河网研究

基于DEM提取河网流域的基本原理以及将数字化水系的位置信息作为流域河网提取的限制条件,对主要河道的DEM值进行修改,然后设定不同的集水面积阈值提取相应的河网。根据河网密度与集水面积阈值的关系,利用均值变点分析方法,最终确定合理的集水面积阈值。结果表明使用该方法提取的河网流域更加接近真实水系。更多还原     

基于DEM的自动河网提取方法——以江西省黎川县为例

以江西省黎川县为实验区域,采用ArcHydro Tools水文分析工具来提取DEM中的河网信息。实验主要包括4个步骤：DEM预处理、确定河道流向、生成汇流栅格图和自动提取河网。分析了最小水道集水面积阈值对提取河网的影响。从提取的实验结果来看,基于ArcHydro Tools在DEM数据上提取河网信息是切实可行的。     

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。     

水稻的干旱指标与干旱预报

从作物的干旱机理和水稻节水栽培模式变化的角度,提出并论证了以土壤墒情作为水稻干旱指标的合理性和可行性,并建立了稻田的水分平衡方程与土壤水分消退模型,确定了研究区域以土壤墒情作为水稻干旱指标的指标取值和对应的干旱等级划分;同时,提出了以断水天数为指标的水稻干旱预报新方法。应用表明,该方法适合于安徽江淮丘陵区的自然环境条件和作物生长习性。     

耗散性流域灌区河网提取的渠系分级挖深 与预制流域棍合方法

针对环状灌区渠系与平原区高差变化不明显这两种因素交织作用下的灌区高精度河网提取难题,基于地表径流漫流模型基本原理,利用ArcSWAT平台的河网提取和流域划分模块,在原始DEM和实测河网的基础上,提出了河网提取的渠系分级挖深与预制流域藕合方法,并在具有耗散特性的玛纳斯河流域进行了应用。结果表明,该方法提高了灌区河网模拟和子流域划分精度,为分布式水文模型在灌区的推广应用提供了可供参考的前处理技术手段。     

基于空间信息技术的六股河流域河网水系提取

快速有效地获取河网水系特征信息对于流域水文分析具有重要的意义。为此,选取辽宁省六股河流域作为研究对象,以30 m空间分辨率的数字高程模型(DEM)作为基础数据,采用美国ESRI公司开发的地理信息系统软件ArcGIS,对该流域的水流方向、累积汇流栅格、河网水系等基础信息进行了提取研究。将河网提取结果与国家基础信息中心提供的1∶4 000 000河流水系基础资料进行对比,提取结果的干流河网段与实际水系形态特征较为吻合,提取的流域面积与实际流域面积相差1.99%,表明空间信息技术应用于六股河流域水文基础信息提取是可行的,可为流域水文模拟、数字流域建设等研究提供基础数据支持。     

基于GIS和DEM的流域特征信息提取——以吉太曲流域为例

介绍了数字高程模型（DEM）的概念,利用ArcGIS软件及其水文扩展模块,以吉太曲流域为例,对DEM进行预处理。根据水流方向生成河网,最后进行全流域和子流域边界的划分并确定流域面积,取得了较好的效果。     

我国水系提取阈值影响因素分析

阈值确定是DEM提取水系的重要环节,影响数字流域水系的拓扑关系和几何特征,进而影响流域的坡面和河道汇流过程。选取我国50个子流域作为样本,基于数字高程模型(DEM)提取河网,确定最佳集水面积阈值,并分析了主要空间影响因素;采用相关分析和多元线性回归等方法,分析流域降水、地形和地表覆被与河网阈值的关系。结果表明,流域雨量越充沛,地形越陡峭,植被越茂密,集水面积阈值就越小,并得出阈值与降水、坡度和地表覆被的定量关系。该方法应用于其他流域,效果较好,使阈值的确定更加客观、快捷。