[“基于四川地区DEM的河网水文分析”.docxVIP

成都信息工程学院资源环境学院《GIS原理》项目设计项目名称基于四川地区DEM的河网水文分析班 级测绘工程111班组 长（2011045019）郭东泽成 员 1：（2011045015）贝玉莲 2：（2011045004）费晓燕 3：（2011045038）刘敏 4：（2011045023）张文龙《基于四川地区DEM的河网水文分析及建模》项目设计一、研究目的与意义研究区概况四川省简称“川”或“蜀”，省会成都，位于我国西南地区、长江上游，在东经97°21′~108°31′，北纬26°03′~34°19′之间。四川盆地底部地区海拔300－700米；四川盆地边缘地区本区地形为山地，以海拔1500－3000米的中低山地为主；川西南山地区海拔多在3000米左右，个别山峰超过了4000米；川西北高原地区海拔4000－4500米。四川盆地幅员辽阔，近年来平均降水量：①东部盆地大部平均年降水量900—1200毫米。但在地域上，盆周多于盆底；②盆西缘山地是全省降雨最多之地，平均年为1300—1800毫米；③盆东北和东南缘山地，平均年为1200—1400毫米；④盆中丘陵区降雨最少，平均年为800—1000毫米。四川有河流1400多条，流域面积在500平方公里以上的有343条，蕴藏了充足的水资源和巨大的水能资源。四川属于长江水系。长江横贯全省，宜宾以上称金沙江，宜宾至湖北宜昌河段又名川江或蜀江。川江河段长1030公里，流域面积50万平方公里。川江北岸支流多而长，著名的有岷江、沱江和嘉陵江。南岸河流少而短，较长的是乌江、綦江和赤水河，呈极不对称的向心状水系。四川境内平均径流量2171亿立方米。目的研究与地表水流有关的各种自然现象如洪水水位及泛滥情况，或者划定受污染源影响的地区，以及预测当某一地区的地貌改变时对整个地区将造成的额影响等，应用在城市和区域规划、农业及森林、交通道路等许多领域，对地球表面形状的理解也具有十分重要的意义。这些领域需要知道水流怎样流经某一地区，以及这个地区地貌的改变会以什么样的方式影响水流的流动。利用水文分析工具提取地表水流径流模型的水流模型的水流方向、汇流累积量、水流长度、河流网络（包括河流网络的分级等）以及对研究区的流域进行分割等。意义通过本学期对GIS软件的系统学习，利用GIS软件强大的数据处理和分析工具，使用国际科学数据服务平台内1:50万的DEM数据在课外利用自主学习方式完成本项目。通过分析，初步了解四川地区河网分布规律和大体走势以及在河网模拟、流域提取和子流域划分，为对四川地区水利水文计算及分析和河流改道方面提供依据。对四川省水文特征分析，有利于掌握四川省水资源的现状，对水资源合理利用、开发和保护起指导作用。二、主要技术路线三、主要数据及来源主要数据：四川省DEM数据来源：国际科学数据服务平台四、实现过程图1 原图1 无洼地 DEM 生成 DEM 是比较光滑的地形表面模型， 但由于 DEM 误差以及一些真实地形或特殊地形的影响，使得 DEM 表面存在一些凹陷的区域。 在进行水流方向计算时， 由于这些区域的存在， 往往得到不合理的甚至错误的水流方向。因此，在进行水流方向的计算之前，应该首先对原始 DEM 数据进行洼地填充，得到无洼地的 DEM。 洼地填充的基本过程是先利用水流方向数据计算出 DEM 数据中的洼地区域，并计算洼地深度，然后，依据这些洼地深度设定填充阈值进行洼地填充。 1.1 水流方向提取 水流的流向是通过计算中心格网与邻域格网的最大距离权落差来确定。对于每一格网。水流方向指水流离开此网格的指向。在 ARCGIS 中，通过对中心栅格的 1、2、4、8、16、32、64、128 等 8 个邻域栅格编码，中心栅格的水流方向便可有其中的某一值来确定。例如，若中心栅格的水流流向左边，则水流方向赋值 16。 启动 ArcToolbox，应用水文分析模块(Hydrology) 下的流向确定(Flow Direction ) 命令, 生成 8 方向水流流向图： 图2 原始图像水流方向提取效果图（整体）图3 原始图像水流方向提取效果图（局部）1.2 洼地计算 洼地区域是水流方向不合理的地方， 可以通过水流方向来判断哪些地方是洼地， 并进行填充。但是，并非所有的洼地区域都是由于数据的误差造成的，有很多洼地是地表形态的真实反映。因此在进行洼地填充之前，必须计算洼地深度，判断哪些地区是由于数据误差造成的，而哪些地区又是真实的地表形态。然后，在洼地填充时，设置合理的填充阈值。 基本过程先分别双击 Hydrology 工具集中的 Sink、Watershed 工具计算出洼地区域图、洼地贡献区域图，打开 Spatial Analyst Tools 工具箱中的 Zonal 工具集，分别