基于SRTM DEM的浙江八大水系特征提取与精度分析

选用SRTM DEM(90m)数据,利用Arc Hydro Tools分别实现了浙江八大水系(除运河流域)的边界提取和流域划分。通过计算流域的相关水系因子(如流域面积、流域周长、流域平均分支比等),以及与1/25万数字水系河网的比较,进行提取水系的精度分析。结果表明,流域面积是反映水系提取精度的重要指标;其他因子反映较小。同时,应用SRTM DEM数据提取水文特征具有较高的精度,显示了其在更新水文研究基础数据方面的优势。     

基于Arc Hydro Tools的祁连山国家公园小流域划分

以祁连山国家公园为研究区,基于30 m分辨率数字高程模型数据,利用Arc Hydro Tools水文数据模型与河网密度法,在确定最佳集水面积阈值的基础上提取河网并划分小流域,统计小流域的部分特征参数.结果表明,集水面积阈值与河网密度呈幂函数关系,祁连山国家公园最佳集水面积阈值为6 000栅格数;河网提取结果与全国1:250 000三级水系流域数据集的河网套合差为2.62%,叠加至遥感图像对比,发现提取结果相较于全国1:250 000三级水系流域数据集更接近真实水系;共划分祁连山国家公园小流域5 717个,约80%的小流域面积在3～50 km².从提取效率和结果精度来看, Arc Hydro Tools模型与河网密度法相结合可较准确提取山地区域河网及小流域.     

基于Hydrology的山区1:1万DEM水系提取研究

利用重庆市万州区4幅比例尺为1∶1万,地面分辨率为5 m的DEM数据,根据地表径流模型原理,通过ArcGIS中的HydrologyTools模块进行D8算法提取流域水系,计算汇流累积量,并最终生成河网。结果表明:对1∶1万DEM进行水系提取,最小水道集水面积阈值设定为50 000个栅格较合理;对于山地地形,基于1∶1万DEM数据,利用ArcGIS Hydrology模块提取河网的方法,从提取的效率和结果的精度两方面看来都是切实可行的。     

栅格DEM的尺度与水平分辨率对流域特征提取的分析--以黄土岭流域为例

以黄土岭流域为例，对1：1万和1：5万两种尺度，应用栅格大小为5～50m6种水平分辨率的栅格DEN，进行了流域特征参数的提取和分析．研究发现，不同分辨率DEM提取的河网结构大体上是一致的，但河网的精度不同；提取的流域面积、河网密度、河道坡度、平均高程相差不大，河道长度和平均坡度参数相差较大，尤其是平均坡度参数，不同尺度DEM提取的流域参数差异明显，1：1万提取的河网精度大于1：5万，提取的流域面积，河网密度差异明显但不大，河道长度、河道坡度、平均高程和平均坡度参数相差较大，尤其是河道坡度和平均坡度。     

基于DEM的钦江流域水文特征提取研究

以广西钦江作为研究实例,提取了流域水流方向、汇流累积量、河网、子流域分割等水文信息,将结果与实测水文信息对比分析,结果表明模拟出的水文特征与钦江流域实际基本相符,同时也受到数据源精度、研究区地形、软件算法等的影响,特别是在地形平坦或人为干扰大的地区,提取的结果与实际相差较大。从提取的效率和精度来看,在GIS环境下基于DEM数据自动提取流域水文特征是切实可行的一种方法。发展趋势上,如何提高平坦地区水文特征提取的精度问题仍然是研究的重点、难点和方向之一。     

利用不同数字高程模型的水系提取对比分析

水系提取是研究流域水文的基础,基于单流向算法(D8),选取SRTM DEM与ASTER GDEM两种高程数据提取水系,试验得出SRTM的汇流累积量阈值为10 000(栅格),GDEM的汇流累积量阈值设定为90 000(栅格).分别用两种DEM合适阈值提取的水系结果对比分析,并利用实际河网和遥感影像进行验证,结果表明:利用SRTM DEM提取大范围水系的精度和效率较高.相对于平坦地区,地形起伏大的地区精度更高.可用于指导水系提取时数据源的选取.     

基于DEM的流域河网信息提取——以江津区笋溪河流域为例

本文以Arc GIS为操作平台,通过数字高程模型(DEM)数据为基础,介绍了流域的河网信息提取过程,并以江津区笋溪河流域为例,提取了该流域及其支流上2个水文站控制断面以上流域的水系图、坡度分布图、水文特征参数和地形参数,为该流域以后的水文分析和洪水预报提供基础参考数据,并为其它流域河网信息提取和基础数据获取提供一种快捷、简便和实用的方法。利用DEM和Arc GIS提取的水文参数,可直接作为流域洪水预报模型参数,不仅使工作效率得到了提高,还保证了信息提取的准确性,对流域水文资料缺乏地区洪水计算和预报具有十分重要的实用价值。     

基于DEM的干旱区河网系统模拟尺度影响分析--以柴达木盆地流域为例

根据SHREVE与STRAHLER提出的流域结构图,进行了基于DEM的河网系统自动提取的应用研究.以柴达木盆地为例,分析1:250000与1:100000地形图数据所建立的数字高程模型.在构建TIN模型中,选择样条插值方法构建基于等高线的数字高程模型方法;水流方向矩阵计算中格网的大小对结果有很大影响,在复杂地形地区表现得更明显,比较250,100,50 m3种格网尺度数据在模拟河网系统中的不同结果,主要表现为河网系统随格网变大而更密集;比较阈值分别为800,1 200,1 600时的河网结构,表明提取河流网络的计算阈值取全流域累积矩阵的平均值时,可以得到较好的图形效果.将数字模拟的结果与人工描绘的河网结构进行对比研究,提出了基于地貌单元研究结果的改善方法.     

基于DEM的青龙河流域数字河网提取

简单叙述了流域河网提取的两种办法,并以ArcGIS为操作平台,介绍了基于坡面径流漫流模型的数字河网提取原理和方法,其流程可简单分为:DEM的预处理、水流流向的确定、汇流累积的计算以及河网生成。该文基于SRTM DEM数据以青龙河水域为研究对象进行流域特征信息提取,提取结果与国家河网数据基本吻合,并就不同阈值划分下的河网进行比较。     

基于DEM的浊漳河南源水系研究

详细分析了基于DEM的流域水系提取,并利用全国1:25万的DEM,对浊漳河南源流域的水系提取进行了研究。结果表明,在盆地区域添加能反映微地形变化的数据点,并将河谷中出现伪河道的干流河网数字化,能生成反映流域实际情况的模拟河网。该方法为消除提取水系时平原区域出现的伪河道提供了一种新的修正方法。     

基于SRTM DEM数据的清水江流域地表水文模拟

为了检验航天飞机雷达地形测绘使命(SRTM)生产的数字高程数据在地表水文模拟分析中的应用效果,以贵州省内清水江流域为例,利用ArcHydroTools以CGIAR.CSI SRTM 90m数据和国家基础地理信息系统1:400万数字水系图为数据源,进行了流域地表水文模拟.分析结果表明:以CGIAR-CSI SRTM 90 m数据为基础提取的数字河网的空间分布与实际情况十分接近,提取的数字流域界线与水文部门基本相符,说明CGIAR-CSI SRTM90 m数据在数字地形分析的诸多领域,特别是地表水文模拟分析方面必将有着十分广泛的应用前景.     

区域地表水面源污染负荷的GIS计算方法研究

以武汉市九峰城市森林保护区为研究区,利用其Arc Hydro Tools工具可以将进行科学划分区域子流域及分水岭,利用其空间分析及属性分析,可精确计算出子流域不同土地类型面积,将城镇区及非城镇区径流污染负荷模型融入分析体系中,分析统计出不同区域、不同流域、不同土地类型的地表径流污染负荷量及总负荷.利用GIS计算方法尝试解决区域面源计算中面积不准确性及参数不合理性问题,已成功运用于武汉市九峰城市森林保护区环境保护规划中,可为区域面源污染估算、水环境管理提供一种新的思路.图3,表4,参9.     

DEM对典型喀斯特山区地形及流域特征的尺度效应分析

通过对数字高程模型(DEM)数据进行最近邻方法重采样,获取不同空间尺度DEM数据.针对不同空间尺度DEM,研究地形因子和流域信息提取与DEM的尺度效应,并进行相关性分析.结果表明:1)随DEM空间尺度的增大,高程信息、坡度和地面粗糙度等地形因子的平均值呈下降趋势,河网总长度与河网密度值随DEM空间尺度的增大而减小,大尺度DEM无法较好地表达喀斯特山区细小河流信息;2)经相关性分析发现,坡度、地面粗糙度与DEM分辨率相关性较强,用幂函数拟合相关性为显著相关;3)借鉴信息熵理论方法分析可知,研究区地形和流域信息提取的DEM最佳分辨率范围区间为30~120 m.     

汉江流域河网分级特征研究

为深入了解汉江流域河网结构特征, 在提取高精度数字河网的基础上, 结合地表水频率地图和河宽遥感数据集, 研究河网几何结构和拓扑结构的自相似性, 同时统计分析河网的河宽分级规律。结果表明, 河网中1~6级的分支比、河长比、面积比和侧枝比等结构参数稳定在较窄的数值范围内, 证明1~6级河网具有良好的几何拓扑结构自相似性。在河网自相似级别范围内, 河流级别与河宽平均值呈现近似指数分布, 1~6级的河宽比数值稳定, 平均值为1.87, 说明Horton定律适用于河宽分级。通过对比沟河识别前后的河网参数发现, 河长、河宽和流域面积越小, 河流越容易“干涸”, 并导致低级别河流偏离河网结构的自相似性。     

滇西北漾弓江流域近期景观格局演变分析

将滇西北漾弓江流域土地利用类型作为景观要素,应用多时相遥感影像,结合地形、地面参考数据,建立影像分类模型.综合地理信息系统与地统计技术,获取流域1986~2000年间的景观空间格局变化的转置矩阵,从而定量分析其变化.结论显示1986~1996年间区域环境退化,1996年后的景观变化证实该区自从实行退耕还林以来植被覆盖率有所提高,同时人为用地快速增多.1996年丽江大地震给流域环境带来较大变化.     

长白山火山区水系流域地貌的多重分形研究

基于长白山火山区水系长度,对所得到的长白山火山区的卫星图像进行处理,采用多重分形对其水系流域地貌特征进行分析,提取了水系分布的特征参数,根据各项参数刻画流域内部地形的精细结构,突出异常局部的变化趋势,证实了长白山火山区水系流域地貌具有一定的多重分形特征.多重分形可以全面地对地貌形态的总体特征进行定量化描述,所得到的各项参数在研究长白山火山区水系的分布和特征产生积极意义,为进一步研究提供了新的方法和思想.     

湘江流域综合交通优势度测度与分析

以湘江流域为研究区域,选取县级及以上城市为评价单元,运用GIS分析技术从公路网密度、邻近度、通达性3方面分别对各评价单元的差异进行分析,并利用以上3个指标构建区域交通优势度综合评价模型。分析湘江流域交通优势度的空间分布格局和特征以及其形成成因．研究表明：湘江流域路网密度整体较低,城市间差异较大;邻近度和通达性以地级市为中心呈圈层分布;城市间交通优势度极化严重,交通优势度较高的地区主要在长株潭城市圈、衡阳市及周边地区：整个流域交通优势度成“H”字型分布格局．     

漓江流域上游植被景观格局演变特征分析

以1991年、1998年和2006年3期遥感影像数据为基础,应用景观生态学方法,分析漓江流域上游植被景观格局的演变特征。结果表明,漓江流域上游植被景观在1991-2006年间出现了较大变化,主要表现在：（1）代表人工植被的灌木林（果园、竹林及灌丛）景观的面积指数增加迅速 （2）具有重要生态功能的乔木林景观类型虽然总体面积变化不大,但是一些面积较大的乔木林景观斑块的面积出现了较明显的缩小 （3）草丛植被景观退化明显,表现出较高的破碎度和分离度 （4）植被景观总体的复杂程度减小,景观多样性降低 （5）由于景观多样性降低和景观结构配置不合理,植被景观功能出现退化,水源涵养、土壤保持和生物多样性维持等生态服务价值均出现下降。     

复杂地形条件下气候变量空间分布分析方案研究

为分析气候变更的空间分布，本文以高斯权重插值法为基础，设计了一个考虑地形因子的改进方案，结合Barnes订正法，给出了相应的误差订正方案和逐步订正方案并得到面温度场。分析表明，这是一种简明、精度较高且与地形吻合较好的复杂地形条件下温度空间分析方案。同时，本文提出将参与插值的要素统一到同一高度并考虑地形特点以消除地形影响的降水空间分析方案，也有较好的效果；本文还研究不同空间分辩率时气候要素的空间分析结果，表明研究长江流域水文过程采用4Km分辨率为宜。