当前位置:首页 >> 电子/电路 >> 面向ArcGIS环境下DEM流域特征提取及运用_论文

面向ArcGIS环境下DEM流域特征提取及运用_论文

Technology Forum 面向 ArcGIS 环境下 DEM 流域特征提取及运用 王丽萍 中煤航测遥感局,陕西 西安 710100 摘要: DEM 为数字的调和模型,有着大师的地理信息,用途广,在很多领域中均有运用,如水流的流量分析、水系的网络分析等等。 ArcGIS 的水文分析模型是一种常用的流域分析工具, 其功能全面。 在本案, 笔者主要探讨 ArcGIS 环境下基于 DEM 的流域特征提取与运用。 关键词: ArcGIS;DEM;流域特征;提取与运用 中图分类号:P237 文献标识码:B 文章编号:1006-8465(2017)05-0370-01 引言 ArcGIS,即地理信息系统,水文分析模型由 DEM 模型提出关于 地表水文特点,加工后进行可视化的显示,这一模型包含了流域及 地形处理等。在流域水文分析内,面向 DEM 流域特点,提取包含了 地形以及水系的特点。以地表特点提取为例,对流域数字地形进行 分析可获得每一个点向的坡向和坡高、坡高等,包括相应的变化率 也可获得。对于提取水系特征,其运用的是 DEM 网格特征的提取原 理。在本案,笔者选取的是 GIS 产品是 ArcGIS9.2,其水文分析工 具箱对提取、显示水文信息提供了极大的便利。下面,笔者首先阐 述基于 DEM 的流域特征提取原理,具体谈及提取水系、地表特征两 个方面;其次,举例探讨 DEM 的应用。 1 基于 DEM 的流域特征提取原理 ArcGIS 环境中,提取命令主要是通过水文分析数据库中,由其 河网重点中提取,所以在使用时可以感觉到比较方便。对于水系特 征的提取,从 DEM 的网格特征提取原理来看,可采取下列步骤:洼 地填补(运用 Fill 工具,填平 DEM 的洼地、凸起)→生成水流方向 栅格(分析 DEM 的流向)→流向累积栅格(运用流向累积命令,计 算流向累积栅格)→设置流向雷击栅格的阈值(运用定义河系,设 置流向累积栅格的集流阈值)→提取河系(依据集流阈值,运用流 径处理命令完成河系网格图层的提取)→提取子流域(运用集水区 的矢量化命令与栅格描绘,划分子流域) 。 1.1 计算坡度与坡向 某坡度是地面在一点的倾斜度,解法是拟合曲线面法,具体的 是二次曲面,可根据以下公式来计算得现: 2 2 ? ?S ? tan S x ? S y ? ? ? A ? S y / Sx 在提取流域水系中,首先,融合 DEM,并通过填洼处理生成无 洼地 DEM;其次,先采取 bum-in 算法对 1:10 000 水系进行数字化 处理,再转化成 10×10m 格栅形式,之后在投影转换后,一起并入 至无洼地 DEM 的坐标系中。三是在 DEM 中,融入实际的水系,但对 河道所处网络高程不变,而非河道所处的网络添加上微值;最后以 D8 作为算法,生成更加准确流域水系。 2.2 刻划子流域 子流域的划分依据是整个流域的地形特征,而对于其边界的确 定,则通过分析 DEM 的数字地形来实现。根据生成的流域水系与起 始河道,沿分水线从最低级别的河道交叉点开始勾画起始子流域, 并类推至整个流域。图 1 所示是研究区子流域的划分图。 图 1 子流域的划分图 其中,S-坡度(°) ;A-坡向; S x 、 S y -x、y 向上的坡度。 1.2 计算坡度与坡向的变化率 格网内任何一网格点为直接选取相邻点坡试变化率绝对值最 大,以此作为本身坡度的一项变化率,并且符号也是相同的。当网 格点处在四角时,其坡度变化率视相邻点的坡度变化率而定。当网 格点沿边分布(除四角)时,其坡度变化率视相邻点的坡度变化率 而定。通常而言,坡度与坡向变化率的算法类似。 1.3 计算表面积 鉴于所用 DEM 规则格网,可先根据三角形,分解网格,再通过 海伦公式得出面积,最后计算出整体区域的地表面积。 1.4 计算地表粗糙度 每一网格的表面粗糙度 CZ 都可表示为: CZ ? S表 / S 投 S投 -DEM 上对应的表面积及水平投影面积。 S表 、 其中, 如若 ZC=1, 表明粗糙度最小及地表是水平面。 2 应用案例 利用 DEM 提取的流域特征,可为模拟与预测分布式水文模型 SWAT 的径流提供可靠的数据支撑。在本案,笔者选取的研究区面积 2 128km ,其网格 10×10m、DEM 比例尺 1:10 000。利用 SWAT 模型与 Arcswat 模块,通过分析研究区 DEM 的水文,得到表 1 所示的局部 地形特征值。 表 1 DEM 的局部地形特征值 项目名称 高程(m) 坡度(°) 最低值 1121 72.83 最高值 155 0 平均值 441.2 24.54 2.1 提取流域水系 在研究区范围内,划分的子流域共计 25 个,且通过检验其准确度 可得,DEM 提取结果与实际的相对误差是 1.95%,表明两者非常接近。 2.3 生成水文响应单元 SWAT 模型的基本模拟单元的水文响应单元(HRUs) ,这是一种 土地单元水文意义和地面覆盖,土壤类型和管理模式。在亚流域划 分中,土地利用类型、土壤类型、植被和土壤组合的水文响应是多 样的。因此,通过叠加土壤类型统计分析、土地利用和流域面积, 确保相应的栅格地图投影类型、范围和网格的大小,以确保其所产 生的一个单一的植被和土壤成分。利用上述方法,对整个流域的总 推力为 92,这是使用 SWAT 模型的径流模拟。 3 讨论 综上研究可知,一是在 ArcGIS 环境下,基于 DEM 的流域面积提 取结果接近实际面积,相对误差仅为 1.95%,且平坦地区刻划的精 度不及山地丘陵地区,究其原因如下:在平坦地区,随机因素的影 响无法考虑到位,则提取的水系较为平直,但自然水系流经平原区 时具有随机性, 这便增加了流域分布与面积计算的误差; 二是从 SWAT 模型的要求出发,子流域的水文响应单元可叠加生成 92 个 HRUs, 可为研究水文、地形打下基础。总而言之在 ArcGIS9.2 中其水文分 析工具箱内水文信息提

更多相关文档:

基于ArcGIS环境下DEM流域特征提取及应用_孙庆艳_图文.pdf

, 2008 2008 年 11 月 JOURNAL OF BEIJING FORESTRY UNIVERSITY 基于 ArcGIS 环境下 DEM 流域特征提取及应用孙庆艳 1 余新晓 1 胡淑萍 1 肖 洋 1 李金海 2...

ARCGIS环境下基于DEM的流域特征提取.pdf

ARCGIS环境下基于DEM流域特征提取 - 第17卷第1期 2006年 2

基于ArcGIS环境下DEM流域特征提取及应用_图文.pdf

基于ArcGIS环境下DEM流域特征提取及应用 - 第 30 卷 增刊 2 20

ArcGIS环境下基于DEM的流域特征提取_图文.pdf

ArcGIS环境下基于DEM流域特征提取 - 第2第 4期 8卷2100年1

ARCGIS环境下基于DEM的流域特征提取2.pdf

ARCGIS环境下基于DEM流域特征提取2_电力/水利_工程科技_专业资料。介绍如何在arcgis环境下提取流域特征 第17卷第1期 2006年 2 月 水资源与水工程学报 Jou rna...

ArcGIS环境下基于DEM的水文特征提取研究.pdf

ArcGIS环境下基于DEM的水文特征提取研究 - 论文题目 ArcGIS 环境下基于 DEM 的水文特征提取研究 姓名姜婷 所在学院 专业班级 学号 地理科学学院 地理信息系统 1...

ArcGIS环境下基于DEM的水文特征提取_以县南沟流域为例_....pdf

ArcGIS环境下基于DEM的水文特征提取_以县南沟流域为例_王程 - 2011

ArcGIS环境下基于DEM的信息提取及应用_图文.pdf

ArcGIS环境下基于DEM的信息提取及应用_自然科学_专业资料。DEM 第29卷 第4期 ...DEM 自动提取全国流域的实用方法 [6] ;谢顺平等 (2006 年)提出了面向分布式...

基于DEM的流域特征提取及应用_秦福来.pdf

基于DEM流域特征提取及应用_秦福来_天文/地理_自然科学_专业资料。第 30 卷...GIS 环境下基于 DEM 的中国流域自动提取方法 [J ] . 长江流域资源与环境 ,...

基于DEM的流域特征提取及应用_图文.pdf

基于DEM的流域特征提取及应用_电力/水利_工程科技_专业资料。第 30 卷第 1 ...基于ArcGIS环境下DEM流域... 4页 1下载券 基于DEM的流域特征提取方... ...

基于DEM的流域特征提取综述_图文.pdf

基于DEM流域特征提取综述_电力/水利_工程科技_专业...’ 与战场仿真 等领域取 得 了广 泛应用 …。在...ARCGIS环境下基于DEM的流... 3页 1下载券 ...

基于DEM的流域特征提取综述_李丽.pdf

( 河海大学水资源开发利用国家专业实验室 ,江苏 南京 210098) 摘 要 : 回顾了自 DEM 出现以来它在流域特征提取方面的应用和发展 ,论述比较了提取流域特 征...

GIS环境下基于DEM的流域自动提取方法.pdf

ARCGIS环境下基于DEM流域... 3页 2财富值喜欢...MDiilefnMoeaEvis 水 文模 型 开发 与应用 的基...提取一定地理空 间范 围内的 自然 水系基 特征 ....

基于ARCGIS技术的DEM数据的龙河流域特征提取_图文.pdf

基于ARCGIS技术的DEM数据的龙河流域特征提取_IT/计算机_专业资料。DEM资料 ...罗纨.RGSAC I环境下基于 D M的流域特征提取[]水 EJ.资源与水工程学报,O6...

基于DEM的流域特征提取综述.pdf

出现以来它在流域特征提取方面的应用和发展 ,论述比较了提取流域特 要 征的...基于ArcGIS环境下DEM流域... 4页 1下载券 小流域产水产沙计算中地... 暂无...

ARCGIS环境下基于DEM的流域特征提取.pdf

ARCGIS环境下基于DEM流域特征提取_信息与通信_工程...李丽,郝振纯 基于DEM流域特征提取综述[期刊论文]-...夏海斌 面向艰苦边远性分析的地理信息系统设计、...

GIS环境下基于DEM的流域自动提取方法_图文.pdf

普及和应用 以及 精确 而详细的 然后 根据栅格 , ...中提取水 文信息 的步 骤 自动 提取流域特征 ,...基于ArcGIS环境下DEM流域... 4页 1下载券 喜欢...

基于ArcGIS环境下DEM流域特征提取及应用_孙庆艳_图文.pdf

基于ArcGIS环境下DEM流域特征提取及应用_孙庆艳 - DO I : 10

GIS环境下基于DEM的中国流域自动提取方法_图文.pdf

S环境下基于DEM的中国流域 自动 提取方法 徐新良, 大方 ,贾绍凤 ,胡云峰 庄( 国科 学 院地 理科 学与 资源 研究所 ,中 北京 100 011) 摘 要: 应用 地...

基于DEM的流域水文特征的提取方法.pdf

(DEM ) 中提取流域水文特征的详 要 细过程 ,包括 : DEM 的生成和预处理 ...ArcGIS环境下基于DEM的水... 6页 1下载券 ARCGIS环境下基于DEM的流... ...

更多相关标签:
网站地图

文档资料共享网 nexoncn.com copyright ©right 2010-2020。
文档资料共享网内容来自网络,如有侵犯请联系客服。email:zhit325@126.com