第八讲水文分析.pptVIP

顺流计算出的水流长度 溯流计算出的水流长度 地表水流网络提取是DEM水文分析的主要内容之一 河网提取主要方法：地表径流漫流模型 主要思路（步骤）： 1)基于无洼地DEM利用最大坡降法计算水流流向Raster 2)依据自然水流由高处流往低处的规律，基于水流流向Raster计算汇流累积量； 3)假设每个Cell都携带一份水流，那么汇流累积量就代表着该Cell的水流量。根据此假设，当汇流量达到一定值时，就会产生地表径流。挑选所有汇流量大于临界值的栅格就是（潜在的）水流路径，由这些水流路径构成的网络，就是河网。 四、河网提取 1.河网生成 1)基于DEM生成汇流累积量数据，用到洼地填充、水流流向、生成汇流累积量一组方法。 2)设定阈值。不同级别的沟谷对应不同的阈值，不同区域相同级别的沟谷对应的阈值也是不同。实际工作中设定阈值应通过不断实验、结合土壤植被等资料辅助检验方法确定。 3)生成栅格河网。采用Map Algebra/Multi Map Output工具中的Con或Setnull命令条件查询可得栅格河网。或采用Raster Calculator计算。 4)栅格河网矢量化。Hydrology/Stream to Feature，生成矢量河网。 第八讲 水文分析 包 世 泰 水文分析是DEM数字地形分析的一个重要应用。 基于DEM的地表水文分析主要包括： 1）提取水流方向 2）汇流累积量 3）水流长度计算 4）河流网络提取 5）河网分级以及流域分割 主要内容 一、水流方向提取（Flow Direction） 基本原理：“水往低处流” 方法：最大距离权落差（最大坡降法即D8算法）计算思路： 1)计算中心Cell与周围8个cell高程“落差”，寻找最大坡降即drop=Max(?Z*100/distance) 2)最大坡降Cell与中心Cell之间由高至低的方向即为水流方向。 Distance=1* Cell Size 或 *Cell Size 相对于中心Cell的相邻8个Cell方位即为： North,North-East,East,South-East, South,South-West,West,North-West 现将这八个方位，从East(横轴方向)开始，进行编号（易于计算识别），见左图 East ------20=1 South-East------21=2 South ------22=4 …… North-East------27=128 上图为5*5Cell的Dem值与Direction Cell Size=25m 下图为5*5Cell的落差值与水流方向 上图为DEM，右图为Flow Direction 边界(Cell)的水流方向计算，假设水流均向外流，即超出边界的区域高程值均为最低值 输入参数：Dem 输出参数：Flow Direction Raster(水流方向的栅格）和Drop Raster(最大坡降分布栅格） 问题：按照流向编码，应只有1、2、4、8、…、128，为何还有3、5、7、9、…、15、17、…、31、33、…、61、63、…、127、129、…、255？ 在水流方向Value不是1，2，4， 8，16，32，64，或128的栅格被认为具有不明确的流向,即。 思考： 1)这些数值是如何计算出来的？与最大落差有何关系？ 2)如何剔除这些水流方向不合理的地方（洼地）？  Dem中的洼地有两种情况：1）数据误差，源于采集与处理；2）地表真实形态的反映。 洼地计算的思路 首先找出洼地，计算洼地深度，以判断洼地的情形，然后设置合理的阈值进行洼地填充。 二、洼地计算 1.洼地提取Sink 根据水流方向Raster提取 Input flow direction raster Output sink raster 2.洼地深度计算 1)采用Watershed工具，结果为洼地的汇水区 Input flow direction raster Pour point倾注点：sink raster Pour point field为sink raster的value 2.洼地深度计算2)采用区域统计Zonal Statistic，计算每个洼地所形成的汇水区最低高程ZonalSt 2.洼地深度计算3)采用区域填充Zonal Fill，计算每个洼地汇水区出口的最低高程即洼地出水口高程Zonalmax 2.洼地深度计算4)计算每个洼地的深度，采用栅格计算器（或Map Algebra),洼地出水口高程Zonalmax-洼地汇水区最低高程ZonalSt 得到结果sinkdepth是所有洼地汇水区的洼地深度Raster。 通过与其他地形资料对比分析，可判断哪些洼地是数