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RS与GIS技术的数字流域水体信息的提取

针对DEM的误差及时效性可能会导致提取出的水文要素与实际情况出现偏差的问题,提出利用遥感信息与DEM综合提取水系的方法。利用遥感影像,根据NDWI和波段分析相结合的方法提取流域主干河流和面状水域,并用数学形态学对提取出的二值图进行除噪、细化等处理;利用DEM数据,根据流域集水面积阈值与河网密度之间的关系曲线确定临界支撑面积阈值,并通过叠置运算和邻域分析对伪河道等进行合理剔除。综合两者结果,设置遥感水系和DEM水系主干河道校正控制点,并以遥感水系主干河道为基准,对DEM水系中控制点图层进行配准,从而完成对DEM水系位置及面状水域的修正。     

数字河网提取时集水面积阈值的确定

为得到一种切实可行的阈值选取方法,使提取的数字河网有利于后期的水文分析,以古蔺河流域为例,应用ArcGIS水文分析模块,基于30 m分辨率的DEM基本地形数据,采用"阈值—河网密度"的方法做出其关系图,利用"阈值—河源密度"的方法进行检验。结果表明,这种方法是可行的,避免了在阈值选取方面的盲目性,同时也可以应用到其他流域的数字河网提取。     

以数字高程模型计算流域面积的精度分析——以合肥为例

本研究基于12.5m精度数字高程模型数据,运用Arc GIS水文分析相关工具,利用D8流向算法分析不同阈值下天然河网密度情况,根据合肥市实际水系调整合理阈值,最终确定7km2(44800个像元)为本次流域面积计算阈值,计算合肥主要河流流域面积,包括南淝河、派河、十五里河等,并与官方流域面积数据进行对比,分析其精度,结果表明DEM数据源可以可靠的运用于水文信息提取。     

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。     

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。     

基于格网DEM的流域水文信息提取——以陕西省绥德县韭园沟流域为例

利用流域范围内的格网DEM提取流域水文信息,并与当地枯水期TM影像进行对比,得出相应结论。研究采用国家标准比例尺1∶50000的数字地形图为数据源,利用等高线和高程点信息,在Arc GIS软件中生成研究区5 m分辨率的数字高程模型DEM,并在DEM的基础上,利用Arc GIS中的水文分析模块对研究区流域内的水文特征、水流方向、河网信息等进行提取,并将不同阈值条件下提取河网结果与TM影像进行对比得出以下结论:阈值设定为400000时吻合度最高,当阈值高于此值时,河网支流信息遗失较多,且部分主干道也存在断流现象;当阈值低于此值时,会出现很多在现实中不存在的"伪河道";利用DEM进行河网提取时会出现平行河网和主干道缺失的现象;在基于DEM提取河网的算法中,可以考虑在栅格上赋较高的水量值,代替上来水,但是这势必影响模型的自动化程度,同时赋值的大小也有待于研究。     

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的流域相似性数值识别与应用

剔除流域输入端降水的因素,流域水文特征与流域面积大小、形状、流域坡度、河道坡度以及河网密度等地貌特征关系紧密。本文利用数字高程模型,按照流域几何特征测量方法,进行分区分水系流域几何特征测算,并分析同水系内特征参数随面积变化规律,基此研究流域之间相似性识别,成果可直接为设计洪水计算提供参考,是无资料地区面积比拟、产汇流参数移植、流域水文模型参数调试的基本依据。     

基于Arc Hydro Tools的流域水文信息提取——以疏勒河流域为例

以疏勒河流域为例,利用Arc GIS 10中的Arc Hydro Tools水文分析工具,从原始DEM数据提取河流长度、汇流积累量、流域边界等水文信息,并结合工程实例探讨了应用此方法进行水文分析的优点。     

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DEM的地貌单位线在汉江上游洪水预报中的应用

汉江上游部分中小河流由于缺少长期实测水文资料，难以利用传统的单位线进行汇流计算。因此，提出一种基于DEM的地貌单位线方法，该方法以30 m×30 m分辨率的DEM为原始数据，采用ARCGIS提取流域水系及地貌特征参数，推导地貌单位线，进而构建流域汇流模型。以汉江上游鄂坪水库为例，挑选2020年和2021年汛期4场较为典型的洪水过程，对该流域“蓄满产流+地貌单位线”预报模型模拟效果进行验证。结果表明：基于DEM的地貌单位线在鄂坪水电站入库洪水预报中效果较好，可在汛期为水库防洪调度提供依据，同时可为汉江上游缺资料中小河流的洪水预报汇流计算提供参考。     

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.     

一种适用于河湖水系连通规划的水文地貌调查方法

为了满足河湖水系连通规划的要求,总结提炼了一套适用于我国的流域尺度范围内的水文地貌调查方法。通过资料搜集与现场调研相结合的方法,针对河湖水系连通规划的目的,确定调查内容与调查路线,归纳了一套水文地貌调查方法。以玉符河流域为例,分析了玉符河流域的河道现状、主要问题以及在济南市水源补给中的重要作用,搜集整理了玉符河流域的水文地貌基本数据,研究成果为济南市水生态文明建设与水资源调配等方面提供数据支撑。     

黔中喀斯特筑坝流域水系分维估算与地貌发育特征分析

针对喀斯特地貌发育对筑坝河流径流的影响问题,为了更经济、快捷、精确地提取水系特征,揭示地貌发育对水文特征响应的成因机制,以黔中筑坝区为研究对象,以30 m分辨率的ASTER-GDEM和1∶100万的贵州省综合地貌图为数据源,应用ArcGIS构建渔网法估算流域水系分维,探讨黔中筑坝区水系分维与地貌发育特征的关系。结果表明:(1)通过渔网法估算的北盘江、猫跳河、三岔河、南明河、蒙江、头堡河、翁吟河、鱼梁河、暗流河流域的分维值分别为1.675 6、1.595 1、1.615 1、1.595 0、1.648 9、1.280 2、1.515 1、1.621 6、1.465 1;(2)从地貌发育特征看,研究区主要发育的地貌类型为K化中山谷地、峰丛谷地,占研究区比例为66.9%。北盘江、三岔河、蒙江、鱼梁河流域地貌发育为壮年期,南明河、猫跳河、翁吟河、暗流河流域为幼年期的中晚期,头堡河流域为幼年期的早期;研究区坡度、切割深度的空间展布规律与渔网法估算分维值揭示的地貌发育阶段相一致,与实际发育地貌吻合。     

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。     

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...