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HSPF模型的平原河网地区流域划分

现有的流域划分方法适用于高差清晰的地区，在平原河网地区适用性较差。为解决平原河网地区流域划分问题，根据平原河网地区的地形地貌特征，提出了一种综合各数据优势的多尺度、分层次的平原河网地区流域划分方法。该方法参考水系、道路、圩堤、闸泵和土地利用类型，结合单元格级网格和网格中心点空间分析数据，生成流域划分参考图。通过建立常州市钟楼区平原河网HSPF水文模型，对提出的平原河网地区流域划分方法进行了模拟应用。结果表明：钟楼区2020～2021年水文过程模拟结果较好，德胜河桥、钟楼大桥和连江桥下站点的相关系数、纳什系数均大于0.75,满足模型模拟精度，提出的平原河网地区流域划分方法有一定的合理性和可行性。     

基于GIS的北京市平原区流域水系划分方法探讨

结合北京市平原区实际特征,通过确定平原流域水系级别和划分的原则,基于北京市全要素数字地形图、DEM、航片、行政区划图和城区排水管网等基础数据,应用GIS提取平原河网数据,探讨平原区流域划分方法,并对北京平原流域水系进行边界划分,得到普查标准以上不同水系和级别河流名录与数量,以满足水务普查和其他水务业务需要。     

强人类活动平原地区河网提取中的流路强化方法

我国北方强人类活动平原地区的水资源问题越来越严峻,基于分布式水文模型的水循环模拟是流域水资源研究的基础,其中基于DEM的河网水系提取是基础环节。平原地区由于沟谷发育不明显,且人工河道和沟渠众多,流域汇流结构支离破碎,常用的河网提取模型往往很难得到正确的结果。本文借助已有的主要干流数字化河网水系,提出了流路强化处理方法,用于对平原地区的DEM进行预处理,经过处理后的DEM输入河网提取模型,可以得到流路正确、且河网密度更精细的河网水系拓扑结构,为分布式水文模型的高精度水文单元划分奠定基础。该方法在强人类活动干扰的典型流域——海河流域进行了应用,对比了流路强化处理前后的河网提取结果,表明该方法是一种方便、快捷、高效的处理方法。     

常用免费DEM数据质量分析

以常用HydroSHEDS void-filled DEM、SRTM、ASTER GDEM等五种DEM数据为研究对象,针对不同流域下垫面地貌形态,采用不同的地貌特征分析方法以及将流域真实水系和模拟河网对比分析等方法,研究了多源DEM数据的质量问题。研究发现ASTER GDEM数据主要问题是噪声大,HydroSHEDS void-filled DEM和SRTM数据的主要问题是存在模糊,噪声、模糊均会降低数据的精度和提取的模拟河网的精度,但从整体上来看,三种DEM数据提取的模拟河网的质量相当。     

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。     

基于公共DEM的平原湖泊流域特征提取研究及应用

以典型的平原湖泊流域花马湖流域为例,针对流域缺乏实测地形数据,提出了基于公共DEM数据的流域特征(流域面积、河网结构、主河流长度和主河流比降)提取方法,并探讨了数据源、重要步骤对结果的影响,结果表明:河网校正对于消除平行河流,提高河网提取精度有明显的效果,平均误差降低了超过40%;低水平分辨率、高垂直精度的SRTM数据比高水平分辨率、低垂直精度ASTER数据结果更加可靠。同时还探讨了主河流相关参数提取结果的精度,结果表明采用自动提取方法能避免主观判定主河流走向带来的误差;河流比降与实测值也较为接近,绝对误差在-0. 11‰～0. 7‰之间。从提取的效率和结果精度两方面来看,基于公共获取数据的流域特征自动提取方法是切实可行的,在水利规划等领域中具有广阔的应用前景。     

ArcGis 9.0中基于DEM的水文信息提取方法

文中详细介绍了ArcGis 9.0中的水文分析工具箱的使用方法,包括从原始DEM数据提取河网的步骤、应注意的问题,DEM数据的快速裁剪,不同精度DEM数据拼接的方法和技巧.     

基于ArcGIS9.2与DEM的三花间水文分析研究

介绍了ArcG IS9.2的水文分析原理,利用其水文分析工具对黄河三门峡—花园口区间的DEM数据进行了提取河网、河网分级、确定出水口、生成流域边界等水文分析工作,结果表明：①从三花间DEM数据中提取的河网水系、流域边界是合理的,其数据格式可被调用于各类分布式水文、水质模型中;②基于DEM的水文分析过程得到的河网及流域与真实地形并不完全吻合,原因是获取的DEM地形资料可能存在误差,在进行水文分析过程中也存在方法误差和人为判断误差。     

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LiDAR的青藏高原山坡小流域地形提取方法

数字高程模型(DEM)的精度和分辨率影响着地形分析的结果,这种影响在高原、高山地带尤为明显。以拉萨河夺底沟小流域一处山坡为研究对象,选取典型剖面对比3种DEM数据对实际地形的还原效果。分析表明:SRTM和ASTER GDEM地形数据在青藏高原高山区存在高估山谷谷底高程、漏失地形要素的现象,使用LiDAR技术获取的DEM则可以准确反映实际地形。针对8种分辨率(1,2,5,10,15,20,25,30 m)的LiDAR DEM,使用局部方差均值分析坡度、平面曲率、剖面曲率等地形属性,发现低分辨率DEM在高山地区会遗失大量地形信息,造成地形平坦化和山坡微地形改变。为避免高山地区地形特征失真,给出了坡度和曲率研究适用的最小分辨率阈值:在坡度研究中使用的DEM分辨率应<5 m,曲率研究的最优分辨率为1 m。研究表明在青藏高原高山区,使用LiDAR技术提取高分辨率DEM具有远大的应用前景。     

复杂下垫面城市暴雨内涝汇水区划分方法研究

汇水区(catchment)是径流控制的结构单元,也是水文模型中重要的输入数据。在城市地区,由于复杂的下垫面特征,使用传统的汇水区划分方法得到的结果和现实情况差异较大。在已有的汇水区划分方法基础上,结合城市地区实际径流特点,提出了新的汇水区划分方法。首先,将影响地表汇流路径的不同地物高程信息融入到DEM中;然后,对概化后的排水管网进行缓冲区分析并修正对应范围内的DEM数据,进一步优化DEM;再次,结合研究区范围确定合适的DEM空间分辨率,保证子汇水区划分的合理性;最终,根据精细化的DEM数据,利用D8算法划分子汇水区。以海宁地区为研究区,并将新方法与3种传统方法进行对比。结果表明:细化后的DEM能够更加真实地反映地表高程,汇水区划分结果可以准确刻画地表径流过程,提高了汇水区划分的合理性。     

平原河网地区地表水资源量估算方法探讨

以平原河网地区为研究对象,以新安江模型理论为基础,从流域水资源合理配置的角度出发,按照不同的下垫面分别采用不同的产流计算方法,建立流域降雨径流模型,用该模型估算平原河网地区流域及分区地表水资源量。     

南通平原河网水系特征与保护研究

水系在平原河网地区防洪除涝、水资源供给、水环境改善等方面功能作用巨大。从南通河网的形成过程入手,深入研究水利分区,分析论证河道结构特性,以期更好的把握本地区河网规律,完善水网布局,提高河网的综合效益,对平原河网地区的水利规划、建设、保护与管理具有指导意义。     

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。     

基于流域八叉树的地形因子提取方法研究

地形是影响土壤侵蚀的重要因子,在估算模型中常用坡度和坡长来对其进行衡量。区域尺度上多基于DEM提取地形因子,但随着DEM数据精度的不断提高,数据量不断增大,海量数据的计算能力要求成为制约地形因子提取在区域尺度上应用的关键。为了进一步提高地形因子的提取效率,基于流域八叉树构建了水流路径,集成了流向、汇水及坡长提取过程,有效地减少了冗余遍历,简化了计算流程。实验结果表明:相较于传统的扫描式遍历,该方法的计算结果准确率较高,而且有效地的提高了计算效率,进一步增强了模型的可用性。     

基于SRTM-DEM的淮北平原流域特征提取

简要介绍基于SRTM-DEM数据及利用Arc Hydro软件来提取流域特征的优点、原理和方法,包括DEM的预处理、汇流栅格图的确定、数字河网的提取和流域边界的确定.以淮北平原不同面积的子流域为例,提取了流域特征,结果的精度在总体上是满足要求的.利用Arc Hydro软件基于SRTM-DEM提取淮北平原流域特征是基本可行...     

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。     

基于SWAT模型的平原区地表水资源还原计算方法研究

平原区地势平坦、河网交错，受强人类活动干扰，水文过程复杂。研究基于SWAT模型开展平原区地表水资源还原方法研究，针对平原区地形平坦问题，提出了基于DEM和实际河网矢量图相结合的平原河网水系修正调整方法；针对高强度人类活动对自然下垫面的干扰，提出了基于就近性与相似性原则的SWAT模型参数展布方法；并以安徽省宿州市为背景，分析计算了研究区内各单元的地表水资源量，并与分项还原法计算结果比较。结果表明，SWAT模型模拟得到的多年平均地表水资源量比分项还原法多0.71亿m³,显示分项还原法有可能存在还原不充分问题。