實(shí)驗(yàn)9、水文分析-DEM應(yīng)用

1、實(shí)驗(yàn)九、水文分析-dem 應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃姆治鍪褂胐em 數(shù)據(jù)派生其它水文特征：提取河流網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)劃分流域。這些是描述某一地區(qū)水文特征的重要因素。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)達(dá)到以下目的：a)理解基于 dem 數(shù)據(jù)進(jìn)行水文分析的基本原理（重要）。b)掌握利用arcgis的提供的水文分析工具進(jìn)行水文分析的基本方法和步驟。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備預(yù)備知識(shí)：數(shù)據(jù)基礎(chǔ)：無(wú)洼地的dem ，被較高高程區(qū)域圍繞的洼地是進(jìn)行水文分析的一大障礙，因此在確定水流方向以前，必須先將洼地填充。有些洼地是在dem 生成過(guò)程中帶來(lái)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，但另外一些卻表示了真實(shí)的地形如采石場(chǎng)或巖洞等。通過(guò)填充洼地(fill sinks) 得到無(wú)洼地的dem

2、關(guān)鍵步驟：流向分析流向分析原理1641281632842方向約定如左圖：共有八個(gè)方向，分別是2 的 n 次方。水流的流向是通過(guò)計(jì)算中心柵格與鄰域柵格的最大距離權(quán)落差來(lái)確定的。距離權(quán)落差是指中心柵格與鄰域柵格的高程差除以兩柵格間的距離，柵格間的距離與方向有關(guān)，如果鄰域柵格對(duì)中心柵格的方向值為2、8、32、128，則柵格間的距離為 sqrt(2) 1.414 ，否則距離為 1。如果高程差為正值，則為流出。為負(fù)值則為流入?；靖拍頳em 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)高程數(shù)據(jù)的柵格稱為digital elevation model (dem). 每個(gè)像元只有一個(gè)高程值. 基本概念排水系統(tǒng)水文分析步驟：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：某地區(qū) 1

3、:5 萬(wàn) dem 數(shù)據(jù)軟件準(zhǔn)備： 水文分析工具 (hydrology modeling) 的使用有兩種途徑使用水文分析功能：(1)通過(guò) arctoolbox ：水文分析工具位于spatial analyst toolshydrology之下如果hydrology 工具集沒(méi)有出現(xiàn)， 可以選中某個(gè)工具箱后新建一個(gè)工具集hydrology，然后右鍵點(diǎn)新建的工具集，在出現(xiàn)的菜單中執(zhí)行添加 工具 會(huì)出現(xiàn)如右圖所示的對(duì)話框， 將需要的水文分析工具添加到上面新建的工具集中。(2)另一種方法是添加hydrology 工具欄到arcmap 中。在 arcmap 中執(zhí)行菜單命令：工具 定制 命令點(diǎn)擊從文件添加 按

4、鈕找到 esrihydrology_v2.dll 文件注意 ：這個(gè)文件通常是在arcgis 的安裝路徑下，默認(rèn)的情況是c:program filesarcgisdeveloperkitsamplesspatialanalysthydrologicmodelingvisual_basic hydrology modeling工具條就被加載到arcmap ，在其前面的檢查框上打上勾，如下圖所示。 hydrology modeling工具條就可以顯示在arcmap 中注意：以下的練習(xí)基于hydrology modeling 工具三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1. 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)：無(wú)洼地的dem 在 arcmap中加載

5、dem數(shù)據(jù)，執(zhí)行工具條hydrology modeling 中的菜單命令 hydrology fill sinks，在出現(xiàn)的對(duì)話框中將input surface 參數(shù)指定為“ dem ”確定后得到無(wú)洼地的dem 數(shù)據(jù)： filled sink1 2. 關(guān)鍵步驟：流向分析在 上 一 步 的 基 礎(chǔ) 上 進(jìn) 行 ， 執(zhí) 行 工 具 條hydrology modeling 中 的 菜 單 命 令 hydrology flow direction ，在出現(xiàn)的對(duì)話框中將input surface參數(shù)指定為“ filled sink1”確定后得到流向柵格 flow direction1 ，了解流向柵格單元

6、的數(shù)值表示的含義是什么3. 計(jì)算流水累積量在 上 一 步 的 基 礎(chǔ) 上 進(jìn) 行 ， 執(zhí) 行 工 具 條hydrology modeling 中 的 菜 單 命 令 hydrology flow accumulation ，在出現(xiàn)的對(duì)話框中將direction raster參數(shù)指定為“ flow direction1 ”確定后得到流水累積量柵格flow accumulation1 4. 提取河流網(wǎng)絡(luò)(1)提取河流網(wǎng)絡(luò)柵格：在上一步的基礎(chǔ)上進(jìn)行，打開(kāi)arctoolbox ，運(yùn)行工具 spatial analyst toolsmap algebra 單輸出地圖代數(shù) 在 地圖代數(shù)表達(dá)式中輸入公式：c

7、on (flow accumulation1800,1) 輸出柵格 指定為： streamnet 說(shuō)明：通過(guò)此操作將流水累積量柵格flow accumulation1 中柵格單元值（流水累積量）大于800 的柵格賦值為1，從而得到河流網(wǎng)絡(luò)柵格streamnet 得到的的河流網(wǎng)絡(luò)柵格：streamnet 關(guān)閉除 streamnet之外的其它圖層(2)提取河流網(wǎng)絡(luò)矢量數(shù)據(jù)在上一步的基礎(chǔ)上進(jìn)行，執(zhí)行工具條hydrology modeling 中的菜單命令 hydrology stream network as feature ，在出現(xiàn)的對(duì)話框中將direction raster參 數(shù) 指 定 為“

8、flow direction1 ” ， accumulation raster 參 數(shù) 指 定 為“ flow accumulation1 ” ，minimum number of cells for a stream參數(shù)指定為1000 確定后得到河流網(wǎng)絡(luò)矢量數(shù)據(jù)(3)平滑處理河流網(wǎng)絡(luò)打開(kāi) 編輯器 工具欄，執(zhí)行工具欄中的命令編輯器 開(kāi)始編輯 ，確保目標(biāo)圖層為河流網(wǎng)絡(luò)圖層shape1, 通過(guò)打開(kāi) shape1 屬性表，并選擇屬性表的所有行選擇圖層shape1中的所有要素，也可以通過(guò)要素選擇按鈕選擇圖層中所有要素執(zhí)行編輯器 工具欄中的命令 編輯器 更多的編輯工具 高級(jí)編輯 打開(kāi)工具條： 高級(jí)編輯，

9、點(diǎn)擊其上的 平滑按鈕（下圖中前頭所指） ：在平滑 處理對(duì)話框中輸入?yún)?shù)允許最大偏移 ：3 得到平滑后的河流網(wǎng)絡(luò)矢量圖層，執(zhí)行命令: 編輯器 停止編輯 ，保存所做修改。比較平滑處理后的數(shù)據(jù)與沒(méi)有進(jìn)行處理過(guò)的數(shù)據(jù)5流域分析在上一步的基礎(chǔ)上進(jìn)行，執(zhí)行工具條hydrology modeling 中的菜單命令 hydrology watershed ，在出現(xiàn)的對(duì)話框中將direction raster參數(shù)指定為“ flow direction1 ” ， accumulation raster 參數(shù)指定為 “flow accumulation1 ” ， minimum number of cells for a stream 參數(shù)指定為2000 確定后得到流域柵格watershed1 打開(kāi) 空間分析 工具欄，執(zhí)行命令:空間分析 轉(zhuǎn)換 柵格到要素 將流域柵格轉(zhuǎn)換成為矢量圖層，按下圖所示指定參數(shù)：得到矢量數(shù)據(jù)：watershed.shp 設(shè)置圖層 watershed屬性 符號(hào) 后得到類似上圖的效果重復(fù)以上操作步驟并將minimum number of cells for a stream參數(shù)指定為10000，看看結(jié)果是否有所不同。6. 其它應(yīng)用 -降水