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基于ARCGIS技术的DEM数据的龙河流域特征提取


安 徽 农 业 科 学 。ora o Anu  r c.00,8 7)3 0 ,86 Junl f hi i i2 1 3 ( :8 3 30     Ag .S

责任 编 辑

马卫鹏

责任 校对

况玲 玲  

基 于 ArGI c S技 术 的 D M 数 据 的 龙 河 流 域 特 征 提 取  E
汤庆新 张保华 , ,   刘子政 刘子亭 , ,   周长辉  
(. 1 聊城 大 学环 境 与规 划 学 院 , 东 聊 城 2 2 5 2 山 东 科 技 职 业 学 院 , 山 5 09;. 山东 潍 坊 2 15 ) 60 3 

摘 要 在介 绍研 究 区域概 况 的基 础上 , 据重庆 市 1  根 0i n分辨 率 D M数 据 , 于 A C I 技 术 平 台对龙 河 流域 特征 进行 提取 。 结果表  E 基 R GS 明, 利用 A c I 技 术进行 流域 划分与 水文分析 具有 广阔前景 。 rG S   关 键词 A e I ; r S 龙河 ; E 提取  G D M; 中图分类号 F 0 .4 3 12   文 献标识码 A   文 章编号 0 1 6 1 ( 0 0 0 0 83— l 5 7— 6 1 2 1 )7— 3 0 0 
Exta to   fLo he Dr n g   s d o DEM   i g Ar GI   r c in o   ng   aia e Ba e   n  Usn   e S

T ANG  n -i ta  ( ol eo n i n n n  ln ig ioh n   nvri ,La c eg h n o g2 2 5 ) Qigxn e  l C lg  f vr me t dPa nn ,La ce gU iesy ioh n ,S a d n  5 0 9   e E o a t
Ab t a t Ba e   n i to u i g t e g n r lst a i n o  e e r h a e sr c  s d o   n r d c n  h   e e a   iu to   fr s a c   r a,a c r i g t   0 m  e o u i n DEM  a a,t e c a a t rsi s o   n h   c o d n  o 1   r s l to   dt h   h r c e itc   fLo g e

d an g   r xr ce   sn   c S tc nq e.Th  e ut h we  h ttea p iaino  e S tc niu  nbai  lsi c to   n   y r— r ia e wee e ta td u igArGI e h iu er s l s o d ta h   p lc to   fAr GI  e h q e i  snca sf aina d h do  s i lgc la ay i  s bo d p o p cs o ia  n lssha  ra   r s e t.   Ke   r s ArGI y wo d   c S:L n e:DEM :Exr cin o  ta to  

流域 地形是决 定 流域 范 围 内水 流运 动 的最重 要 影 响 因 

3 研 究 区 流 域 特 征 提 取 

素, 因此 , 在水文模 拟 中 , 形信 息常 常被用来 预测 和确定 流  地
域 河 网水 系的拓 扑结 构 和空 间位 置 。而 随着 地理 信 息 系统  技术 的广 泛应用 , 域 的规 则 格 网 D M 作 为 对地 形 地貌 的  流 E


3 1 水 流方 向的确 定 .

在 流域 空间 内地表径 流总是 从地势 

高 处 向地 势低处 流动 , 后经流 域 出 口也就 是流 域 的最低 点  最 排 出流域 。这时需 求 出水 流 在每 个 栅格 单元 格 内的流 动方 
向 , 以采 用 A /N O R D 模 块 中 的 F O I E TO   可 RC I F G I L WD R C I N

种数 字模 拟 方法 , 由于栅 格 数据 的规 则 特性 , 对 于矢 量  相

数 据更有 利于高效地 进行各 种信息 提取 及分 析操 作 , 并且 随  着其 数据准 确性及 有 效性 的提 高 , D M 中 自动 提取 汇 水  从 E 区域 日益 成 为 水 文 分 析 领 域 普 遍 采 用 的 方 法 。笔 者 利 用  A c I 台 的水 文分析 模块 对 长江 1 支 流龙 河 流 域进 行  rGS平 级
了提 取分析 。  
1 研 究 区 域 概 况 

( 函数 来确定 每个单 元 格 内水 流流 出和 流入 的方 向。对 于  ) 空 间 内某一 栅格单元 格 , 与其相邻 的共有 8个单 元格 ( 平 、 水  

垂 直和对 角线 ) 。通过计算 中心单元 格与其 他相邻 单元 格 的 
落差 , 落差最 大 的单 元 格 就是 水 流 出 的方 向 , L WDI E — FO R C  TO ) 予每个单 元格一 位于 1~ 5 I N( 赋 2 5的整 数值来表 示水流 
方 向  。  

龙河 是长江 1级 支 流 , 发源 于 黔江 乌龙 山 , 流经 石 柱 和  丰都 2县 , 在丰都 注入 长江 , 长 10 k 全 4  m。位 于三 峡库 区的 

3 2 流域 汇流 能力 分析 .

流域 汇流分析 的主要 目的是确定 

河 流 网络 , 而 在 河 流 网络 的基 础 上 确 定 流 域 边 界 ( 水  进 分
线) 。以 A C I F G I R /N O R D下 的 F O I E T O ) L WD R C I N( 函数 生 

中部 , 三峡库 区的重点 治理 区之一 。该 流域大 部分 位 于方  是
斗 山和七 曜 山之 间 , 流域东 部 、 南部 以及北 部海 拔较高 , 部  西

成 的栅格数 据作为输 入 、 出汇流计 算数 据 , 用 H D O — 输 利 Y R L 
O Y下 的 Fo   cu uain ) G l A c m l o ( 函数 , w t 计算所 有流入单 元格 的 

和西 北地势 比较 低 。属亚 热 带湿 润 季风 气 候 区 , 和 多雨 , 温   四季分 明 , 区差异大 , 丰 富 , 但地 热量 年均气 温为 1. 83℃ , 平 
均年 降水量 为 10 7 1f 日照为 13 1 8h     8 .  l i m,   1 .  。
2 数 据 源 及 预 处 理 

累积上游单 元格数 目( I ) N P值 越大 , 明该 单元格 汇 流  NP , I 说
能力 越强 , 最后 生成流域 汇流能力 栅格 图 。通 过设 置 N P阈  I 值对 来流域 汇流能力 栅格 分布 图确 定河 流 网络 , 大于 N P阈  I

研究 利用重 庆市 1  网格 的 D M 数 据 , D M 数 据  0m E 从 E 上提 取流域 界线 。首 先 , 对地 形 中的洼 地 和尖 峰 进 行处 理 ,   洼地 和尖 峰的存在使 得 在 计算 水 流方 向时会 出现水 流逆 流  的情 况 , 水流 线 的跟 踪带 来 困难 , 流域 界 线具 有 不确 定  给 使 性 。其次 , 采用 ac ifgi r/no r d模块 下 的  命令 来填洼 和削峰 。   该过程 由计算 机 扫描 D M 矩 阵来 确定 洼 地 和尖 峰 单元 格 。 E  

值 的单元格 为沟谷线 上 的点 , 连接 各个 沟谷 线上 的点就 形成  了河 流 网络  。在 初 始 进 行 分 析 时 , 择 自小 至 大 的几 个  选 N P阈值 , I 以观察 最适 河 系 提取 集 流 阈值大 致 的坐 落范 围 ,   研究 最终确 定 90 0为集流域值 。  0   33 河 系提 取  以设定 的集 流 阈值 为标 准 , 用流 径 处理  . 利
命令 自流量 累积值 网格 图层 中提取 河系 网格 图层 , 凡是 累 积 

洼地单 元格指 相邻 8 单 元格 高 程都 不 低 于本 单元 格 高 程  个
的单 元格 , 尖峰单元 格指 相邻 8个单 元 格高 程都 不高 于本 单  元格 高程 的单 元格 , 当遇 到洼 地和尖 峰单 元格 时 就用 最临 近  单元格 的值来 替代 。  

流量 大于等 于集流 阈值 的网格 即被 定义为河 道 
34 确定 大 流 域 .

。  

利用 Bs ai 具 , Fo   i ci n工 以 lw D r t n工 具  e o

生成 的栅格 数据 作 为输 入 , 出 已划分 的 大流 域栅 格数 据 。 输  
然后 利用 A c I 栅格 数 据转 换 成 多 边形 的形 文件 , 过  rG S将 通 这些 多边形 文件可 以方便 地对感兴 趣 区域进 行提 取操作 , 最 
终生 成需要 的流域矢 量数据 。  

基 金 项 目 山 东省 自然 科 学基 金 ( 06 X16 B 0 ); 东 省 社 科 规 划    20 Z 0 L 5 8 山 项 目( 6 J0 2 ; 东 省 软 科 学 项 目 ( 0 7 K 0 8) 山 东  0CZ0 ) 山 20R A 6 ;

4 讨论 

省优秀 中青年科 学家科研奖励基金 (0 7 S 8 2 )  20 B006 。
作 者 简 介  汤庆新( 9 1一) 男, 18 , 山东阳谷人 , 硕士 , 师 , 讲 从事 3 s技术  及 景 观 生 态应 用 研 究 。   】   收 稿 日期  2009一 2  7

在 A C I 持下根 据 D M数 据可 以快 速准确 地 获取  R G S支 E 流域 的河 网结 构 , 可 以根据汇流 累积单元 数 的阈值 来生成  并 ( 下转 第 3 0 8 6页 )  

安 徽 农 业 科 学 

21 0 0芷 

/, 2 s 各 8次 ; 黄 栌 ( uhri ct il , 1次 ; 尾 葵  ) 俏 E p oba oif i 3   n o a) 鱼
( ayt  cln r , 4 次 ; 叶 龙 血 树 ( rcea C— C ro ohada) 3 a 剑 D aan  O  

普洱市 远期 规划建设用地 43 4h  那 么城市绿地应 该有的   5  m , 城市绿地植 物物种数应该 为 80~136种 。 7  0  

c n i ni , h c n s )3 i h e s 5次 ; 洋 杉 ( r cr  un ga i 、 蛋  南 Aa a ac i hmi 鸡 u i nn )
花 ( lm r  u r V ) 各 3 P u e arbaC . , 9次 ; i 印度 橡 皮 榕 ( i se s — Fc  l t  u ai c) 蔓 花 生 ( rci ua es ) 各 4 a、 Aahs rnni , 1次 ; 叶 女 贞 ( iu— d s 小 L s g   t m uhu) 4 r qioi ,4次 ; u 假槟 榔 ( r ot hei aea da ) 5   Ac no on  l n re ,2 h p x x
次 ; 叶女贞 ( iut m v ay)6 金 Lg s u  i ri ,2次 ; 叶榕 ( / sbna - r c 垂 Fc  e m   u j i )7 n , a 3次 ; 叶子 花 ( og ivl   etb i)7 B u anie s c is ,8次 。从生 长  la p a l

结合普洱市城市绿地植物现状, 参考周边及相同气候带 
植被组成情 况 , 建议将 城市绿地植 物规划 的技术经 济指标 规  划为蕨类植 物: 子植 物 : 子植 物 = ::5 常绿植 物 : 裸 被 2 39 ; 落 
叶植物 =8 :5 乔木: 木 = 5 5 ; 5 1; 灌 4 :5 木本 植物 : 藤本 植物 : 草  本植物 =5 : :2 乡土植 物: 084 ; 外来 植物 = 5 2 ; 7 :5 速生植物 : 中 
生 植 物 : 生 植 物 = 0 4 :0  慢 3 :0 3 。

型来 看 , 乔灌木居多 , 地被 植物 较少 , 有藤 本植 物 , 中 1  没 其 7 种 为周边 城市常见 的植 物 ,3种 为周边 城市 较少 见 的植 物 , 1  
有一定 的地带性特色 。  

在 营造 茶城特 色方 面 , 应保 护与 开发周 边 茶 园景观 , 通  过 游览路线 和借 景的方法 , 把茶园景观 与城市 绿地植 物景观  融 为一体 。在城 市绿 地 中加 大大 叶茶 、 茶 、 油 茶梅 、 木 荷  红
华南 毛柃等适应普洱 市城市绿地 的山茶科植 物 的应 用 ; 形  地 方面, 应模 拟茶 园梯 田景观 , 以微地 形处理 ; 加 在整形植物 不  影 响植 物景观 主要造景形 式 的情况 下 , 用大叶茶 、 选 叶子花 、  

3 2 7 配置模式 。绝大 部分 绿 地植 物采 用 “ 木 一灌 木 一 .. 乔   灌木地被 +草 坪” 乔 木 一草坪 ” 和“ 的配 置模 式 , 分行 道树  部 旁没有地被 。乔木 和草坪地被 较多 , 木地被 较少 。地 被植  灌 物除茶城大道 ( 灌木地 被 +草坪 ) 石 龙路 、 、 茶苑 路 外几 乎均  为草坪 , 以草坪 面积较大 , 所 与景洪 市 比较 , 地较 为空旷开  绿 阔, 层次较为单调 。以茶城大道 为主 的灌 木地被 均为整 形规  则式 , 与南亚热带 自然植物 群落不吻合 , 这 显得过 分人工化 。   绿 地 中缺 乏微 地形 变 化 , 这与 山区 中等城 市 的地 形地 貌 不 
协调 。  

金 叶女贞 、 叶连 翘等 耐修剪 整形植 物 , 当模 拟茶 具制作  金 适
“ 绿色植 物茶具” 塑。 雕  
参考 文献 
[] 1 陈英谨, 赵仲贵. 西方现代景观植载设计[ ]北京 : M. 中国建筑工业出版 
社 ,06 20.  

[ ]苏雪痕. 2 园林植物应用的进展及存在问题[]广东园林 , 0 , ( )l J. 2 62 5 : O 8  


4  .

32 8 茶文化特 色。普洱市作 为 “ .. 世界 茶 源” “ 国茶城 ” 、中  

[ ]黄国兵, 3 唐岱 , 宋钰红. 大理市绿地系统树种规划研究[] 西南林学院  J.
学 报 ,062 ( )5 — 9 20 ,62 :6 5 .  

和 “ 洱茶都 ” 城 市绿 地 山茶科 植 物有 云南 山茶 ( a ei 普 , C mla l  ri la 、 ec a )华东山茶 ( aoi 1 、 tu t £j n a) 茶梅 ( s aqa 、 p c £ a nu ) 油茶  s (  ee )大叶茶 ( s e ivr) 红木 荷 (ciaw l— C o ir 、 l a f   ins a 、 n s  . Sh   ai m l  
ci , 南毛柃 ( uy  iaa , hi 华 ) E rac it) 只有 大叶 茶在 茶苑 路做 地被  l

形成 一定规 模 , 余 山茶科 植物应 用得 少 , 体 现浓烈 的茶  其 未
文化性植物景观 。  

鉴于 以上 分析 , 认为普洱 市城市绿地植 物景 观基本 反映  了南 亚热带植被特征 , 但是还缺乏 茶城特色 的营造 。  
4 对策建议 

[ ]盖静 , 4 于东明, 张蝇   调查及规2 [ ]山东农业大学学  0J . 报: 自然科学版,O73 ( )1 6 2O ,8 1 :— .   []王晋 , 顶, 5 周  陶志章. 云南思茅翠云石灰岩山地区森林植物区系研究  [] 云南农业大学学报 , 0 ,84 :2 31 J. 2 31( )37— 3 . 0   []陶川. 6 梅子湖风景区植物区系分析 [] 思茅师范高等专科学校学报, J.   2O , ( )7 7. O21 3 : 8 3- 5   []陶川, 7 周冰. 菜阳河自然保护区的生物多样性保护与生态旅游[ ]思  J. 茅师专学报 , 0 , ( )5 —5. 2 0 1 3 :6 9 0 6   []温远光, 8 和太平, 谭伟福. 广西热带和亚热带山地的植物多样性及群落  特征[ . M] 北京: 气象出版社, 0. 24 0   [] 9 盂小华. 南京市城市公园绿地中乡土树种的应用研究 [ ] 南京 : D. 南京 
农 业大 学 , 0 . 2 7 O  

根据前文城市绿地 应该拥有 的植 物物种 数的计算 方法 ,  
( 上接 第 3 0 8 3页)   不 同密度 的河 网。但 D M 的空 间分 辨率 、 E 资料 生产方  E DM 阔的应 用前景 。   参 考文献 
[]徐新良, 1 庄大方, 贾绍凤 , GS环境下基于 D M的中国流域 自动提  等. I E 取方法[]长江流域资源与环境, O , ( )34— 4. J. 2 41 4 :1 38 0 3 ,  

式, 以及不 同地形 特色 等 因素对提 取结 果有一 定影 响 , 同时 

选 取适当 阈值对集 流面 积 的大小 以及 提取 空 间正确 性也 需  要 进一步的探讨 。总体 而言 , 的 GS软件所 提供 的水 文  现有 I
模 拟分析 功能 , 为水 文地 理信 息提取 河 网模拟 、 流域 提取 和  子 流域划 分等研 究 , 提供 了强 大 的数 据处 理和 分析工 具 , 这  些理论 、 技术和方 法 的不 断积 淀和创 新 , G S技术 在 水 利  为 I

[] 2 赵健, 贾忠华 , 罗纨.R GS A C I环境下基于 D M的流域特征提取[]水  E J.
资源与水工程学报,O6, ( )7 7. 2O 1 1 : 7 4— 6   [ ]马振刚, 3 李黎黎. 基于 GS和 D M的洋河  I E 究  []河北北方学院学报: J. 自然科学版 , O , ()6 7. 2 82 1 : O 4 9— 2  [] 4 孙崇亮, 王卷乐. 基于 D M的水系自 E 动提取与分级研究进展 []地理  J. 科学 进展 ,(82 ( )18—14 20 ,7 1 : 3 1 2.  

水文计算 和分析 方面提 供 了更 加成 熟 的理论 基础 和更 加 广 


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