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一、实验名称
数字地形分析之水文分析
二、实验目的
0 了解水文分析的基本原理
1 掌握汇流网络提取和河网分级的基本方法
三、实验背景
水文分析是DEM数字地形分析的一个重要方面。基于DEM地表水文分析的主要内容是利用水文分析工具提取水流方向、汇流累积量、水流长度、河流网络、河网分级以及流域分割等。
四、实验准备
1.数据准备
某地区5m分辨率DEM数据;
2.软件准备
ArcGIS10.7
五、实验步骤
1.打开ArcMap软件,新建ArcMap空白文档,将DEM数据导入进ArcMap软件;
2. 填洼工具位于ArcToolBox>spatial analysis>空间分析>水文分析>填洼,打开填洼工具,输入DEM数据,其他参数默认,确认输出即可;
在进行水文分析前,我们首先对DEM进行填挖。DEM是比较光滑的地形表面模型,但是由于DEM的误差以及真实地形的存在,使得DEM表面存在一些凹陷的区域,由于这些凹陷的存在,使得水文分析得到方向不合理甚至错误的水流方向,因此进行水流分析及方向分析之前,首先对原始DEM进行洼地填充。
查看输出结果,不过看起来似乎不太明显🤨;
3.接下来是计算水流方向,打开流向工具,输入数据为填洼后的DEM,点击确定,我们可以看到得到的流向结果为1,2,4,6,8,16,32,64,128等代号;
对于每一个栅格,水流方向是计算水流离开此栅格的方向。ArcGIS中默认采用的是D8算法,即通过计算中心栅格与邻域栅格的最大距离权落差来确定。
4.接下来计算汇流累积量。打开流量工具,输入数据为刚计算的流向数据,单击确定即可;
在地表径流模拟过程中,汇流累积量是基于水流方向得到的,汇流累积量的基本思想是:以规则格网表示的数字高程模型,每点处有一个单位的水量,按照自然水流从高处流往低处的规律,根据区域地形的水流方向数据计算每个栅格所流过的水量数值,便得到了该区域的汇流累积量;
5.根据阈值条件,筛选汇流累积量数据。根据阈值条件的设定,需要参照实际的DEM数据,即当地的水文条件,这一功能可以使用栅格计算器来完成;打开栅格计算器对话框,输入选择刚计算的汇流累积量数据,选择提取值>=1000的数据,点击确定;
这样我们便提取出了河网数据😁
6.接下里是绘制网格分级。打开水文分析工具条>河网分级,输入河流栅格数据为重分类后的河网,流向为之前的计算结果,选择输出位置,点击确定,将底色改为白色,至此,实验结束!
河网分析工具可以实现对一个线性网络以数字标识的形式划分级别,在地貌学中,是根据河流的流量形态等因素进行;ArcGIS中提供两种常用的河网分析的方法,该工具也位于水文分析工具集中。
我们可以看出绿色的河流等级高于蓝色河流,后者是前者的支流。
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