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SRTM的数字河网提取及其应用

介绍了一种全球免费的高精度DEM数据-SRTM的基本特征,提出了利用SRTM数据提取流域数字河网的模型与方法.根据河网密度的基本概念,探讨了综合利用数字河网和GIS技术,对流域不同尺度下的河网密度进行计算与分析的实现方法.在此基础上,以清江流域为例,利用该流域不同分辨率SRTM数据,分别提取了相应的数字河网,并将其应用于河网密度计算,分别得到了清江流域不同尺度下的河网密度分布图.结果表明:SRTM分辨率越高,提取的数字河网精度就越高;对类似清江流域的这样中小规模流域,1 km×1 km尺度下计算得到的河网密度,基本能够反映出流域的河网水系空间分布规律.     

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。     

重庆市梁滩河汇流阈值分析与地貌发育研究

以梁滩河12.5 m DEM、重庆市第三次国土调查数据、TM影像为数据基础,利用ArcGIS中的水文分析模块对研究区的河流长度、流域面积、河网密度以及河道个数等水文信息进行提取,将不同汇流阈值下提取的数据与实际河网数据进行对比分析,并通过Horton算法与起伏比法对流域地貌发育阶段进行判定。结果表明,汇流阈值与河流长度、河网密度、河道个数之间存在幂函数关系,拟合度较好;流域的最佳汇流阈值为35000;利用分辨率为30 m的TM影像采取NDWI指数进行自动提取,存在漏提或断流现象;利用Horton算法与起伏比法,最终得出梁滩河流域的地貌发育阶段可能为幼龄期向壮年(偏幼)期发展。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

GIS环境下基于DEM的水文特征提取

以三水河流域为研究对象,采用ASTER GDEM数据为基础数据,探讨了运用ArcGIS软件中的Hydrology工具集进行流域水文特征提取的过程,阐述了Hydrology工具集中各水文工具提取河网水系、划分流域及子流域方法的关键步骤.提取出的三水河流域特征信息与标准流域特征对比表明:基于DEM的流域水文特征自动提取的河网信息及子流域、河段、汇流点等水文要素信息可直接作为水文建模的输入数据,大大提高了水文模型的效率,并且可以方便地利用遥感等数据源,数据获取速度快、成本低.     

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。