基于 DEM 提取流域水文信息的探讨与实践-论文.pdf

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1、2014年4月城市勘测Apt．2014第2期UrbanGeotechnicalInvestigation＆SurveyingNo．2文章编号：1672—8262(2O14)02—116—03中图分类号：P237文献标识码：B基于DEM提取流域水文信息的探讨与实践张力，朱思蓉，曹曦，甘拯(长江空间信息技术工程有限公司，湖北武汉430013)摘要：简要介绍了利用数字高程模型(DEM)所表现的大量地表形态信息及进行水文分析工作的意义。同时结合实例，阐述了水文地理数据模型ArcHydro的部分原理和算法，完成

2、了研究范围内的河网提取及出水口的流域面积计算。关键词：数字高程模型(DEM)；水文分析；ArcHydro1前言态数据描述的模型，拥有一套由Esri和CRWR共同搭近几年，GIS技术和空间信息技术在数据处理、空建的工具集，该工具将要素属性存储于Geodatabase数间分析及可视化方面的应用为水文分析、水资源管理据框架中，关联到不同的空间数据图层中的要素，通过方面提供了有效的解决方法和科学的手段。目前，水和独立的水文水力学模型间进行数据转换实现对水文资源模型的研究重点已从单纯的函数模拟统计的数学模拟模型

3、的支持。模型转到与成熟的GIS软件相结合的具备空间分析能该模型关注描述自然地表水水文和水文地理方面力的水文地理数据模型，其中基于DEM提取流域水文的内容，主要应用地理基础资料辅助分析地表水流从信息技术是这种研究的关键基础之一。哪里产生以及要流向何处，再现水流的流动过程，以获城市区域规划、农业及森林、交通道路、流域规划取更多的水文信息，从而达到辅助水系统和水资源管管理及工程设计等许多领域，需要了解所涉区域内的理的水文分析工作，但是ArcHydro并没有为水的管道真实地形，进行水文分析研究地表水体在区域的

4、空问系统和地下水系统提供具体的数据结构。分布及不同时问流经的状态，以便于规划设计工作中ArcHydro工具集主要包括地形预处理(Terrain各种工程的合理布置、管理工作中高效便捷规则的制Preprocessing)，地形形态初步分析(TerrainMorpholo—定运作。在基础地形图缺乏的情况下，GIS可以利用gy)，流域处理(WatershedProcessing)，属性读写(At—表示地形地表的数字高程模型(DEM)来提取水系和tributesTools)和网络分析(NetworkTools)

5、等工具，可划分水系子流域，作为支持水文模拟分析的重要工具。以在对DEM进行平滑和填洼处理后，实现水流的地表模拟过程中的水流方向确定、汇流累积量及河流长度2水文地理数据模型ArcHydro的计算、河网生成以及流域自动划分等功能，通过这些目前，与GIS结合的水文地理数据模型研究有很工具提取和分析水文因子，在DEM表面再现水流的流多，如美国地质调查局和环境保护局(USGSandEPA)动过程。开发的美国水文地理数据模型，美国陆军工程师兵团本文结合尼加拉瓜某工程项目实例，采用Arc(U．S．ArmyCorps

6、ofEngineers)水文工程中心开展的Hydro从DEM中提取河网、并计算河流某点所控制的水文水力学GIS工具的建模方法研究，丹麦水利研究流域面积作为水文分析的数据基础，同时介绍实际使院(DHI)的水与环境部开发的地理空间水文模拟模型用的一些经验。MIKEBASIN，美国环境系统研究所(Esri)和美国得克萨斯州奥斯汀大学水资源研究中心(CRWR)研发的应3项目实例用于水资源流域的数据模型ArcHydro等。其中，尼加拉瓜是中美洲的一个濒临太平洋与大西洋的MIKEBASIN与ArcHydro两种模

7、型都有基于ArcGIS国家，地跨中美地峡。尼加拉瓜某工程项目实施前期软件的扩展模块工具为水文分析提供支持。需要掌握工程范围内基本的水文地理情况，为进一步ArcHydro是ArcGIS中用于水资源地理空间和时深入的水资源状况分析及设计工作做准备。由于缺乏$收稿日期：2013—12—04作者简介：张力(1978一)，女，工程师，主要从事遥感信息处理、GIS应用与三维可视化实现工作。第2期张力等．基于DEM提取流域水文信息的探讨与实践117当地的基础地形资料，采用ArcHydro作为提取河网权落差来确定最陡

8、方向，计算出来的最陡方向即为水和计算河网上某点控制的流域面积的工具。流方向，距离权落差是指中心栅格与领域栅格的高程3．1基础数据准备差除以两栅格间的距离，如图1所示。在测绘基础数据及地理信息数据资料不全的前提45374445l4816／一下，DEM数据源可以采用SRTMDEM数据。SRTM一，40345060l448I／(shuttleradartopographymission)由美国航空航天局1583l30531124／＼I(NASA)、美国国家图像