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     

水系提取的集水面积阈值确定方法比较研究

大部分应用数字高程模型(DEM)提取水系的方法，需要确定集水面积阈值。为进一步分析几种常用水系提取集水面积阈值确定方法的合理性与适用性，以提取水系河源与实际河源的距离误差，作为判定真实水系提取方法合理与否的一种判别标准，选用河网密度法、分形维数法、河源最小误差法和河道分支比法等4种主要方法，以东南沿海晋江流域为例，比较不同方法提取的河源与实际河源的距离误差。结果表明，河网密度法、分形维数法和河道分支比法集水面积阈值确定的目视判别，具有较大的不确定性，提取的河源与实际的距离误差都较大。河源最小误差法按提取河源与实际河源的最小距离误差确定集水面积阈值，具有唯一性，是4种基于DEM真实水系提取方法中比较合理的方法。     

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。     

我国水系提取阈值影响因素分析

阈值确定是数字高程模型（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DEM提取河网,确定最佳集水面积阈值,并分析主要空间影响因素;采用相关分析和多元线性回归分析等方法,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。     

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。     

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。     

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与河网密度的水系提取与应用——以澜湄流域为例

以澜沧江-湄公河流域为研究对象,提出一种基于90 m分辨率的数字高程模型(DEM)和河网密度法的水系提取方法。基于ArcGIS中水文分析模块和缓冲区工具,引入数字化河网作为水系提取的影响条件,以实际水系修正主要河道的高程值;再采用河网密度法确定最佳集水面积阈值,并依据流域自然分水岭、流域控制面积以及干流主要水文控制站要素划分子流域;结合中央气象台精细化智能网格降水产品,分析不同子流域尺度对强降雨反映效应。结果表明,澜湄流域最佳集水面积阈值为129.1 km²,数字水系河流相对误差为7.5%,河网套合差为2.5%;精度检验吻合程度较高,提取水系与实际水系较为一致。     

基于DEM的九龙江流域水系分维估算

介绍了水系分维估算的主要方法.基于数字高程模型(DEM),运用ArcVIEW3.2的水文分析模块,根据不同的集水面积周值,提取了九龙江流域河网信息,通过网格法计算了相应的水系分维.根据集水面积阈值与水系分维的相互关系,确定该流域水系分维值为1.086.与传统方法相比,这种水系分维的估算方法,具有简便、准确等优点.     

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。     

渭河干流杨凌段水边线提取及其分维数计算方法研究

利用RGB遥感影像和DEM数据,采用Sobel算子法、人工交互阈值分割法、DEM河网法和面向对象分类法提取渭河干流杨凌段水边线信息和分维数计算。结果表明:不同方法所提取的水边线的盒分维方程的判定系数差别不明显,且具有良好的提取效果;当数据精度较高,研究面积较小时,人工交互阈值分割法具有较高的提取精度,高分辨率RGB遥感影像也能用于提取水边线信息;研究区河流分维数在1. 0～1. 4之间,属于侵蚀发育阶段的幼年期;文中4种方法提取水边线均可行,在缺乏高精度DEM数据的情况下,采用RGB遥感影像也可以较好地提取水边线信息。     

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。     

数字流域模型关键技术研究

数字流域模型定位于大范围、全流域级的水文过程模拟,是一个具有多层空间分辨率的、模型参数可以容易获取的、能够实现并行计算的全流域级整体模型。数字流域模型的建立需要解决5项关键技术问题,即大流域DEM数据存取技术、流域沟道参数提取技术、基于遥感图像的模型参数提取技术、分布式降雨量数据存取技术、计算机集群并行计算技术。在黄河数字流域模型的建设实践中,提出了5项关键技术问题的解决方法：用分块技术解决大流域DEM数据的存取问题,用TOPAZ模块提取流域沟道参数,用遥感图像提取模型分布式参数,用雨量站插值技术存取面雨量序列,用计算机并行计算技术打破大流域整体模型的计算瓶颈。     

基于不同空间尺度DEM河网提取的阈值选取准则研究

利用卫星遥感地形资料进行水文分析是近些年来水文研究领域的一个热点。本文选取川西南彝族自治州区域的数字高程模型DEM数据进行河网的计算提取,经过与川西南彝族自治州的标准河流水系对照,认为基于DEM提取的川西南彝族自治州的河网信息比较合理,能够作为更进一步水文研究的基础信息。分析了川西南彝族自治地区在30×30 m和90×90 m分辨率下的河网,按照梯状分布的阈值进行河网的提取,选取最佳河网后再进行不同地区最佳河网提取时阈值的横向对比,最终得出的结论是提取出来的河网密度随着阈值的增加而减少,并且在下限100和上限50000时基本达到临界值。     

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。     

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。     

AGREE 算法在秦淮河流域河网水系提取中的应用

为解决在平原城市化流域通过数字高程模型（DEM）提取虚拟河网出现河道偏移,平行河网的问题,以典型的秦淮河流域作为研究对象,采用 AGREE 算法进行流域内河道信息校正,对比分析 SRTM DEM 和 ASTER GDEM 两种数据源的河网提取结果。经 AGREE 算法校正后,将 SRTM DEM 和 ASTER GDEM 两种数据源校正后的河网提取结果与2013 版《水利年鉴》 中该流域面积和河道位置、长度进行对比分析,平行河网和河道偏移问题得到解决,同时发现ASTER GDEM 在秦淮河流域提取的虚拟河网效果更优。     

基于特征和规则的河流水系信息提取研究——以宜昌市河长制水系信息核查为例

借助高分辨率遥感影像数据信息的丰富优势,提出了一种针对河流水系信息的面向对象识别模型。该模型将水系的特征模型进行了归纳和总结,并对模型中的特征及其子特征的规则进行了详细的定义。最后以宜昌市远安县区域为例,运用该模型对水系信息进了自动化提取实验。结果表明:该方法能针对影像上水体信息特征集合,对河流水系要素进行有效提取,相比于其他传统分类方法,有更高的识别准确度。本研究有助于在推进全国河长制管理中,提升河流水系信息整理核实的自动化程度和准确性,为相关管理工作提供可借鉴的方法与思路。     

与时俱进的水利遥感

本文回顾了随着水利事业发展与时俱进的水利遥感技术应用研究及其实际应用发展的历程。阐述了水利遥感在涉及防灾减灾的洪涝灾害、旱情和涉水地质灾害监测评估、洪水预报预警;涉及水资源监测保护的卫星遥感降水量预报、土壤含水量与蒸散发量遥感估算、地表水体监测、地下水监测、水环境监测和地表水体保护;涉及生态保护的生态环境监测、水土保持和灌溉面积调查、河道与河口变化监测和治理等方面发挥的重大作用。分析了水利遥感应用研究的发展方向,认为水利遥感的发展必须以应用需求为驱动,以实现为业务工作提供服务为发展目标,加强遥感技术在水利业务工作中的推广应用是水利遥感发展的必由之路。