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。     

基于DEM的数字河网提取方法及应用研究

基于数字高程模型（DEM）提取水文和地形参数是水文模型与GIS应用集成的基础。运用生成河网所使用的洼地填平方法、高程增加法、D8算法,结合流域高程模型自动提取河网水系集水面积的方法,选取多个阈值进行分析比较,完成了岷江、沱江流域的数字河网提取应用研究。研究结果表明,该套方法提取的河网与实际河流接近,自动化提取程度较高,在分析流域的河网水系结构特征时具有一定的应用价值,提取结果也可以作为三维GIS应用中数字河网建模参考。     

基于DEM的大清河子流域划分方法

针对流域水循环模拟中的子流域划分问题,以大清河流域为例,首先基于ArcGIS软件,以30 m分辨率的DEM作为数据源,进行填洼处理、流向判定、汇流累计量计算等;然后采用河网密度法和水系分维法确定最佳集水面积阈值,提取出与实际最符合的河网,以此更准确地提取流域水系;最后根据水流流向、汇流累计以及出水口的位置划分子流域,并基于MATLAB程序对子流域及其内部栅格进行编码。结果表明:当集水面积阈值为270 km~2时,提取的大清河流域河网水系与实际较为符合,且对子流域的划分及编码可以实现快速准确定位每一个栅格,方便计算机的识别及演算。因此,以DEM为基础实现大流域尺度下子流域划分是可行的,对子流域的划分及编码可以为开发构建大尺度流域分布式水文模型提供技术支撑。     

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数字河网提取时集水面积阈值的确定

介绍了基于DEM流域信息提取数字流域河网的一系列过程,提出集水面积阈值的设定对数字流域河网提取精度的影响.根据河网密度和河源密度与集水面积阈值的关系确定合理的集水面积阈值,并以宛川河流域为例,得出利用Arc Hydro软件提取宛川河流域河网时合理的集水面积阈值应为4 km2.     

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.     

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。     

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。     

基于地形带分类的最佳阈值与河网密度关系研究

为了使分布式水文模型计算单元更好地反映垫面特性,基于地形带的分类,运用ArcGIS软件的划分单元面积功能,采用改进的适度指数法推求长江上游研究区流域的最佳阈值,能够最终确定不同地形带流域河网密度与最佳阈值的关系。实例结果表明:采用改进的适度指数法可以生成反映实际水系,且与蓝网拟合程度高的模拟河网;根据不同地形带的河网密度与最佳阈值关系和已知蓝线河网密度,可以快速得到流域的最佳阈值。     

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。     

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。     

基于曲线割线斜率法的水文特征提取

以晋江流域为研究对象,基于GIS环境下30 m空间分辨率的DEM数据,对流域水文特征进行了分析。针对汇流格网阈值设置存在的主观性,提出用曲线割线斜率法克服传统目视判读的主观性,用该方法计算出的集水面积阈值为14.265 km~2,依此阈值提取晋江流域水系并将晋江流域划分为7个子流域。结果表明:晋江流域河网密度为0.192km/km~2,河长比为2.4,分叉比为3.3,水系分形维数为1.36,流域地貌发育处于幼年时期;各子流域的河网密度为0.183~0.207 km/km~2,其中湖洋溪流域的河网密度最大,为0.207 km/km2,坑仔口溪流域的最小,为0.183 km/km~2。     

基于DEM的山丘区小流域河网提取分析研究

数字高程模型(DEM)是提取流域河网水系的重要基础数据,DEM分辨率直接影响河网水系的空间拓扑关系和数字流域水文特征。选取美国俄亥俄州印第安纳河流域为研究对象,基于不同分辨率的DEM提取河网,引入野外勘测河源信息,建立可靠度、灵敏度评价指标,探讨不同DEM分辨率所提取数字河网的适用性。结果表明:(1)与野外勘测河源相比,基于高分辨率DEM提取的河网与实际河网更为接近,但会生成伪支流;(2)研究流域地形破碎化程度高,局部地形坡度大,河网发育主要受上游集水面积控制;(3)DEM分辨率为5 m时,研究流域河网提取结果的可靠度和灵敏度较为理想,过高或过低的分辨率均不适用于该流域的河网提取。     

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。     

基于DEM数据与GIS技术方法的水文信息提取研究 ——以莲花县为例

随着地理信息技术的发展,利用GIS技术手段模拟区域水文分布状况及信息提取是十分必要的.本文基于DEM基础数据,利用ArcGIS软件的水文分析工具,对流向、河网累积值、河网水系、流域面积等水文信息进行了提取,着重对河网提取阈值的选择作了相关分析.结果显示:随着河网阈值逐渐增大,河网密度逐渐减小,二者具有幂函数关系;河网阈值为2000时,提取的河网水系其长度、流域面积及空间分布与县域内实际水系相符合;河网阈值大于4000时,河网密度与空间分布变化幅度趋于稳定,提取的河网水系可用于宏观规划及把控等方面.本研究在一定程度上给予河网水系的提取提供了参考.     

天山西部山区流域信息的提取

为了较合理准确地建立天山西部山区分布式水文模型,以哈什河流域为研究区,用新疆比例尺为1：250000、分辨率为100m DEM数据作为基本的地形数据,并借助ArcGIS软件,探讨了天山西部山区流域信息提取的方法。在水系提取过程中,通过引进河网密度来确定集水面积阈值的方法能够提取较合理准确的流域水系,提取的主河道长与实际误差为1％,流域面积与实际误差为0．6％．提取的河网同实际的误差较小．完全能够满足水文模拟与生产的需要。     

基于 DEM 的青海省西宁市地区河网流域特征自动提取

为获得青海省西宁市地区的河网特征,应用 ArcGIS10软件中的水文分析工具,基于美国联邦地质调查局（USGS）的 SRTM3 DEM 数字高程模型数据提取了研究区域水流流向、汇流累计量及河网水系等流域特征信息,进行了河网分级及子流域划分,并将提取结果与研究区遥感影像图进行对比。结果表明：基于 DEM 数据提取河网流域特征与实际自然水系的特征较为吻合,可作为一种流域水文分析的优良方法。研究结果可以为流域规划及流域综合治理提供参考。