ArcGIS之水文分析
ArcGIS专题操作之-水文分析
![ArcGIS专题操作之-水文分析](https://img.taocdn.com/s3/m/e71fd6f4c5da50e2534d7f31.png)
水文分析-DEM 应用一、实验目的与要求1.实验目的水文分析:根据DEM提取河流网络,进行河网分级,计算流水累积量、流向、水流长度、根据指定的流域面积大小自动划分流域。
通过本实验应达到以下目的:①理解基于DEM数据进行水文分析的基本原理。
②掌握利用ArcGIS提供的水文分析工具进行水文分析的基本方法和步骤。
2.实验要求①了解水文分析工具②DEM的预处理:填洼与削峰③流向分析④计算流水累积量⑤计算水流长度(流程)⑥提取河流网络⑦流域分析二、实验原理水文分析基本步骤①无洼地的DEMDEM被认为是比较光滑的地形表面的模拟,但是由于内插的原因以及一些真实地形(如采石场或喀斯特地貌)的存在,使得DEM表面存在着一些凹陷的区域。
这些区域在进行地表水流模拟时,由于低高程栅格的存在,从而使得在进行水流流向计算时得到不合理的或错误的水流方向,因此,在进行水流方向的计算之前,应该首先对原始DEM数据进行洼地填充,得到无洼地的DEM。
②关键步骤:流向分析―――流向分析原理水流方向是指水流离开每一个栅格单元时的指向。
在ArcGIS中通过将中心栅格的8个邻域栅格编码(D8算法),来确定水流方向。
方向约定如左图:共有八个方向,分别是2 的n 次方。
水流的流向是通过计算中心栅格与邻域栅格的最大距离权落差来确定的。
距离权落差是指中心栅格与邻域栅格的高程差除以两栅格间的距离,栅格间的距离与方向有关,如果邻域栅格对中心栅格的方向值为2、8、32、128,则栅格间的距离为SQRT(2)≈1.414 ,否则距离为1。
如果高程差为正值,则为流出;负值则为流入。
③汇流累积量在地表径流模拟过程中,汇流累积量是基于水流方向数据计算而来的。
对每一个栅格来说,其汇流累积量的大小代表着其上游有多少个栅格的水流方向最终汇流经过该栅格,汇流累积的数值越大,该区域越易形成地表径流。
图有些地方的计算不是太理解④水流长度(流程)水流长度通常是指在地面上一点沿水流方向到其流向起点(终点)间的最大地面距离在水平面上的投影长度。
如何使用ArcGIS进行水文分析.doc
![如何使用ArcGIS进行水文分析.doc](https://img.taocdn.com/s3/m/1c5314a731b765ce04081425.png)
如何使用ArcGIS进行水文分析对于做水利的朋友来说有时候需要进行水文的分析,今天给大家分享一下如何通过ArcGIS进行水文分析,材料可以通过水经注万能地图下载器进行下载。
工具/原料水经注万能地图下载器 ArcGIS方法/步骤1.打开水经注万能地图下载器,框选上需要进行水文分析的地方并下载(图1)。
图12.下载完成后会自动导出成tif格式的高程DEM数据,将其加载到ArcGIS内(图2)。
【说明】:此处下载生成的tif格式的图片即为大家常说的DEM数据,直接加载到ArcGIS内即可使用。
图23.点击“自定义”→“扩展模块”(图3),在弹出的对话框中将“空间分析”(Spatial Analyst)工具勾选上(图4)。
图3图44.在ArcToolbox中点击“Spatial Analyst工具”→“水文分析”→“填洼”(图5),在弹出的“填洼”对话框中按图6进行设置。
其中Z限制——填充阈值,当设置一个值后,在洼地填充过程中,那些洼地深度大于阈值的地方将作为真实地形保留,不予填充;系统默认情况是不设阈值,也就是所有的洼地区域都将被填平。
【特别说明】:为了保证最终分析成功,在最终的结果之前,所有输出的数据都默认保存名称和路径,这就需要我们记清楚哪个名称是对应的哪个成果,后面会有用。
图5图65.填洼完成后得到名称为“Fill_tif3”的填洼成果,在ArcToolbox工具中点击“Spatial Analyst工具”→“水文分析”→“流向”(图7),在弹出的“流向”对话框中进行如图8所示的设置,将上一步得到的“Fill_tif3”填洼数据作为表面栅格数据输入。
图7图86.完成后得到名称为“FlowDir_Fill2”的流向成果,在ArcToolbox工具中点击“Spatial Analyst工具”→“水文分析”→“流量”(图9),在弹出的“流量”对话框中进行如图10的设置,将“FlowDir_Fill2”作为流向栅格数据进行输入。
ArcGIS教程之DEM应用——水文分析
![ArcGIS教程之DEM应用——水文分析](https://img.taocdn.com/s3/m/02d9a562182e453610661ed9ad51f01dc381576f.png)
ArcGIS教程之DEM应用——水文分析DEM(数字高程模型)是一种地理信息系统(GIS)中常用的数据模型,它表示了地表的高程信息。
DEM数据可应用于水文分析中,用于了解地形变化,确定流域边界,计算高程梯度和流量以及生成洪水模型等。
首先,使用DEM数据可以帮助我们了解地形变化。
通过DEM数据,可以直观地显示出地表高程的变化情况,包括山脉、河谷和平原等。
通过分析DEM数据,可以揭示出地表的坡度、高程和凹凸等特征,从而帮助我们理解地势状况,为水文分析提供基础。
其次,DEM数据还可以用于确定流域边界。
流域是指一个水系集合区域,包括了这个区域内所有的河流和支流。
通过DEM数据,我们可以提取出流域的边界,确定流域的大小和范围。
这对于水文分析非常重要,因为流域的大小和范围会直接影响水文过程和水资源管理。
此外,DEM数据还可以用于计算高程梯度和流量。
高程梯度指的是地表高程变化的速率,通过计算DEM数据中相邻单元格之间的高程差,可以得到各个区域的高程梯度。
高程梯度的大小可以用来评估地表坡度的陡峻程度,对于水文分析中的洪水预测和土壤侵蚀等有重要作用。
而流量是指单位时间内流过其中一点的水的体积,通过计算DEM数据中各个单元格的高程和相邻单元格之间的高程差,可以估算出流量的大小,有助于相关水文过程的分析和模拟。
最后,DEM数据还可以用于生成洪水模型。
洪水模型是一种基于地理信息的模拟模型,通过模拟区域内降雨过程、地表径流和河流洪水来预测洪水的发生和扩展情况。
DEM数据是洪水模型中必不可少的输入数据,通过DEM数据可以确定地势状况、流域范围和河道网络等信息,从而建立准确的洪水模型,并进行相关的洪水分析和预测。
ArcGIS实验操作(十三)---基于DEM的水文分析
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ArcGIS实验操作(十三)基于DEM的水文分析从DEM 中自动提取自然水系的算法过程如下:依据水总是沿斜坡最陡方向流动的原理, 确定DEM 中每一个高程数据点的水流方向;然后根据高程数据点的水流方向数据来计算每一个高程数据点的上游给水区, 再根据上游给水区高程数据, 用阈值法确定属于水系的高程数据点;最后, 根据水流方向数据, 从水系源头开始, 将整个水系追索出来。
数据:在data/Ex13/文件下:Dem数据要求:基于DEM,利用水文分析工具提取水流方向、汇流量积量、水流长度、河流网络、河网分级以及流域分割等。
操作步骤:1无洼地DEM生成DEM是比较光滑的地形表面模型,但由于DEM 误差以及一些真实地形或特殊地形的影响,使得DEM 表面存在一些凹陷的区域。
在进行水流方向计算时,由于这些区域的存在,往往得到不合理的甚至错误的水流方向。
因此,在进行水流方向的计算之前,应该首先对原始DEM数据进行洼地填充,得到无洼地的DEM。
洼地填充的基本过程是先利用水流方向数据计算出DEM数据中的洼地区域,并计算洼地深度,然后,依据这些洼地深度设定填充阈值进行洼地填充。
1.1水流方向提取水流的流向是通过计算中心格网与邻域格网的最大距离权落差来确定。
对于每一格网。
水流方向指水流离开此网格的指向。
在ARCGIS中,通过对中心栅格的1、2、4、8、16、32、64、128等8个邻域栅格编码,中心栅格的水流方向便可有其中的某一值来确定。
例如,若中心栅格的水流流向左边,则水流方向赋值16。
启动ArcToolbox,应用水文分析模块(Hydrology) 下的流向确定(Flow Direction ) 命令, 生成8 方向水流流向图:水流方向图1.2洼地计算洼地区域是水流方向不合理的地方,可以通过水流方向来判断哪些地方是洼地,并进行填充。
但是,并非所有的洼地区域都是由于数据的误差造成的,有很多洼地是地表形态的真实反映。
因此在进行洼地填充之前,必须计算洼地深度,判断哪些地区是由于数据误差造成的,而哪些地区又是真实的地表形态。
第十节 ArcGIS的水文分析
![第十节 ArcGIS的水文分析](https://img.taocdn.com/s3/m/7e75bb7da98271fe910ef991.png)
水文分析
• 水流方向 • 无洼地DEM生成 • 水流累积量
• 水流长度
• 河网提取
• 流域分割
• 基于水文分析的地 形特征提取
• 水流方向提取
– ArcGIS中,水流方向采用D8算法,即通过计算 中心栅格与领域栅格的最大距离权落差来确定 – 距离权落差是指中心栅格与领域栅格的高程差 除以两栅格间的距离
– 水流长度通常是指地面上一点沿水流方向到其 流向起点(或终点)间的最大地面距离在水平面 上的投影长度 – 水流长度直接影响地面径流的速度,从而影响 对地面土壤的侵蚀力
• 水流长度的提取和分析在水保工作中意义重大
– 顺流计算和溯流计算
• 顺流计算是计算地面上每一点沿水流方向到该点所 在流域出水口的最大地面距离的水平投影
• 水流累积量(Flow Accumulation)
– 基本思想:以规则格网表示的DEM每点处有一 个单位的水量,按照水流从高处流向低处的自 然规律,根据区域地形的水流方向数据计算每 点处所流过的水流量数值
水流方向数据
汇流累积数据
– 确定强降雨时期可能的积水区域
• 水流长度(Flow Length)
相交
原始DEM
领域 统计
• 溯流计算是计算地面上每一个点沿水流方向到其流 向起点的最大地面距离的水平投影
• 河网提取
– 河网的生成分为四个步骤
1. 河网的生成基于汇集累积量数据,首先计算 汇集累应不同阈值, 应通过不断实验和其它资料确定合适的阈值 3. 栅格河网的形成。通过栅格计算器得到河网 数据 4. 栅格河网矢量化
• 流域分割
– 流域又称集水区域,是指流经其中的水流从一 个公共的出水口排出从而形成的一个集中的排 水区域,也就是河流的干流和支流所流过的整 个区域,也称为流域盆谷(Basin)
ARCGIS水文分析
![ARCGIS水文分析](https://img.taocdn.com/s3/m/d8001b5b2379168884868762caaedd3382c4b54d.png)
ARCGIS水文分析水文分析是指对水文要素(如降水、径流、水位等)及其相互关系进行分析研究的过程。
它对于水资源管理、水文预测、洪水防治、生态评估等方面具有重要意义,能够帮助人们更好地了解和利用水资源。
而ARCGIS作为一个具有强大空间分析功能的地理信息系统软件,可以有效地进行水文分析。
下面将分析ARCGIS在水文分析中的应用及其特点。
1.空间分布分析:ARCGIS可以对水文相关数据进行空间分布分析,如降水量、径流量、河流流向等。
通过空间分布分析,可以揭示出水文要素的空间差异,了解降水和径流的分布格局,为水资源的合理配置和水环境保护提供科学依据。
2.遥感数据分析:ARCGIS可以对水文要素进行遥感数据分析,如利用遥感影像数据提取水体分布、判断水资源利用状况、监测水质等。
遥感技术的应用可以弥补传统水文观测方法的不足,提供大范围、实时、高精度的水文信息,为水资源管理和水环境保护提供决策支持。
3.水质模拟分析:ARCGIS可以进行水质模拟分析,模拟水体的溶解氧、总磷含量、氨氮浓度等水质指标的分布变化。
通过水质模拟,可以评估水环境质量、预测水体污染扩散范围、优化排污方案,为水环境管理提供科学依据。
4.洪水分析与预测:ARCGIS可以进行洪水分析与预测,根据历史洪水资料和地形数据,模拟洪水发展过程,预测洪水的淹没范围和淹没时间。
这对于洪水防治、抢险救灾等方面有着重要意义,可以提前进行预警,降低洪灾对人民生命财产的损失。
1.多源数据集成:ARCGIS能够集成多种数据源,如遥感数据、地理空间数据、气象数据等,实现水文数据的多源融合。
这样可以获得更完整、准确的水文信息,提高水文分析的精度和可靠性。
2.空间分析功能强大:ARCGIS具备强大的空间分析功能,可以对水文要素进行空间统计、空间差异性分析、空间插值等操作。
通过这些分析方法,可以揭示出水文要素的分布规律和变化趋势,为水文研究提供深入的认识。
3.模型建立与模拟:ARCGIS提供了水文模型的建立与模拟功能,如水文循环模型、水力模型等。
arcgis水文分析解析
![arcgis水文分析解析](https://img.taocdn.com/s3/m/8dcc4ad455270722182ef788.png)
e. 沟谷结点
汇流区边界不包含流域部分边界的汇流区
g.
分水线段
一条具有两侧分水区的线段
h. 分水线源点
分水线与流域边界的交点
7
? 沟谷结点和沟谷源点共同组成沟谷结点集, ? 所有的沟谷段组成沟谷段集,形成沟谷网络; ? 所有的分水线组成分水线段集,形成分水线网
络。 ? 沟谷段集和分水线段集共同把流域分割成一个
20
水文分析步骤
21
1数据基础:无洼地的DEM
? 被较高高程区域围绕的洼地是进行水文分 析的一大障碍,因此在确定水流方向以前, 必须先将洼地填充。
? 有些洼地是在DEM生成过程中带来的数据 错误,但另外一些却表示了真实的地形如 采石场或岩洞等。
? 通过填充洼地(Fill Sinks)得到无洼地的DEM
22
? 在经过填充洼地后的DEM (Filled Dem),流水 可以畅通无阻地流至区域地形的边缘。
? 在经过填充洼地后的DEM是流向分析的基础
23
32
64
128
? 16
1
8
4
2
2流向分析原理
? 水流的流向是通过计算中心栅格与邻域栅格的最大距离权落 差来确定的。距离权落差是指中心栅格与邻域栅格的高程差 除以两栅格间的距离,栅格间的距离与方向有关,如果邻域 栅格对中心栅格的方向值为2、8、32、128,则栅格间的距离 为 2 ,否则距离为1。
9
? 汇流网络中每一沟谷段都有一个汇流区域,这 些区域由分水线集控制。
? 外部沟谷段有一个外部汇流区,内部沟谷段有 两个内部汇流区,分布在内部沟谷段两侧。
? 整个流域被分割成一个个子流域,每个子流域 如同树状图上的一片“叶子”。
arcgis12第12课水文分析
![arcgis12第12课水文分析](https://img.taocdn.com/s3/m/79892eecf424ccbff121dd36a32d7375a417c68a.png)
2 ,否
1014 1011 1004 996
1019 1015 1007 999 (a)
1025 1021 1012 1003
1033 1029 1020 1003
(b)
0
0
1
2
0
0
2
6
(c)
0
0
2
3
0
1
2
3
4.5.3 流水累积量Flow Accumulation
• (A)所显示的是经过填充洼地后 的DEM栅格 (B)是流向栅格 (C)是流量栅格
4.5 水文分析
• 数据基础:无洼地的 DEM
• 关键步骤:流向分析
水文分析使用DEM数据 派生 其它水文特征: 提取河流网络、自动划分流域。 这些是描 述某一地区水文特征的重要因素。
排水系统
Drainage System
Watershed 流域
(Basin, Catchment, Contributing area)
Watershed Boundaries
(Drainage Divides) 流域边界
汇流点Pour Points (Outlets)
水文分析步骤
4.5.1数据基础:无洼地的DEM
• 被较高高程区域围绕的洼地是进行 水文分析的一大障碍,因此在确定 水流方向以前,必须先将洼地填充。
• 有些洼地是在DEM生成过程中带来 的数据错误,但另外一些却表示了 真实的地形如采石场或岩洞等。
• 确定汇流点以上的汇水区域 • 给定汇水区域面积-自动划分流域
流程Flow Length
• 沿水流路径计算 流域内每个栅格 单元到下游的最 远距离或上流汇 入点流至此栅格 单元的路程
ARCGIS水文分析
![ARCGIS水文分析](https://img.taocdn.com/s3/m/d4c22650f08583d049649b6648d7c1c709a10b66.png)
ARCGIS水文分析ARCGIS是一种流行的地理信息系统(GIS)软件,常用于水文分析和水资源管理。
它具有强大的空间数据建模和分析功能,可以帮助人们更好地理解和管理水资源。
在本文中,我们将探讨ARCGIS水文分析的一些重要应用,并介绍其基本原理和方法。
ARCGIS水文分析可以帮助人们研究和解决水资源管理中的许多问题。
其中一个重要的应用是水文建模。
水文建模使用地理数据和水文参数来模拟和预测水文过程,例如降水、蒸发、径流等。
ARCGIS提供了丰富的空间数据和工具,可以用于构建水文模型,并进行模拟和预测。
例如,可以使用ARCGIS中的DEM数据和气象数据来构建水文模型,以了解地形对水文过程的影响,预测洪水和干旱事件等。
ARCGIS还提供了许多其他的水文分析功能。
例如,它可以用于洪水风险评估。
通过分析地形、土地利用和水流等因素,可以确定潜在的洪水风险区域。
这种分析可以帮助政府和相关部门制定洪水预警和应急响应计划。
此外,ARCGIS还可以用于土地退化和水资源污染的分析。
通过分析土地利用、土壤类型和水流路径等因素,可以评估土地的健康状况,并识别水资源污染源。
这种分析可以帮助制定土地管理和保护策略,以提高水资源的质量和可持续性。
在进行ARCGIS水文分析时,有几个基本原理和方法需要了解。
首先是空间数据建模。
ARCGIS使用地理坐标系统和数据结构来存储和分析空间数据。
例如,DEM数据使用栅格数据结构来表示地形高度,而河流数据使用矢量数据结构来表示河道的几何形状。
其次是空间数据分析。
ARCGIS提供了许多空间数据分析工具,如地形分析、空间插值和缓冲区分析等。
这些工具可以帮助人们从空间角度分析和理解水文过程。
最后是模型构建和模拟。
ARCGIS提供了一些水文模型,如SWAT(Soil and Water Assessment Tool)和HEC-HMS(Hydrologic Engineering Center's Hydrologic Modeling System),用于模拟和预测水文过程。
ArcGIS水文分析
![ArcGIS水文分析](https://img.taocdn.com/s3/m/78f31a6c360cba1aa911da39.png)
1:水文分析法提取山脊与山谷线(1)山脊线的提取Fill:是用来对原始DEM进行洼地填充的工具,Input surface raster 文本框中选择原始DEM数据dem,将输出数据命名为filldem,因为选择的是将所有洼地全部填充,所有在填充容限Z limit为默认值。
Flow Direction:是计算水流流向的工具,在Input surface raster文本框中选择填充过的无洼地DEM数据filldem,将输出的水流方向数据命名为flowdirfill。
Flow Accumulation:是对汇流累积量进行计算,选择flowdirfill作为输入的水流方向数据;输出数据命名为flowacc。
Con:对进行汇流累积量计算后的结果进行重分类,在input conditional raster 中选择对汇流累积量的DEM数据,在expression中输入公式value>0,在input true raster or constant value中输入1,在模型中将其重命名为value=1,输出数据命名为Con_FlowAcc。
Focal Statistics:计算平均高程,在input raster中选择原始DEM,将output raster命名为meandem,其余数据均采用默认值。
Minus:求解正地形与反地形,在value 1中输入dem,在value 2 中输入平均高程数据meandem,命名为Minus_dem。
Test:进行分类,在dem中高于平均高程的部分定义为正地形,在input raster 中输入数据Minus_dem,在where clause中输入value>0,命名为zhengdixing.Boolean And:求解山脊线,山脊线是累积流等于0,并且位于正地形的地方,两者求交集就是山脊线,将Con_FlowAcc与zhengdixing导入,输出结果命名为shanjixian。
ArcGIS之水文分析完整版
![ArcGIS之水文分析完整版](https://img.taocdn.com/s3/m/8a0e7dbda6c30c2259019ed5.png)
A r c G I S之水文分析Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】ArcGIS教程之DEM水文分析详细图文教程,本教程和之前的两个教程有关联的,数据上是使用上一个教程的结果,步骤相互联系!最后会提供给大家数据和教程的链接!水文分析需要:1.理解基于DEM数据进行水文分析的基本原理。
2.利用ArcGIS的提供的水文分析工具进行水文分析的基本方法和步骤。
下面开始教程:工具/原料软件准备:ArcGIS Desktop (spatial Analyst模块)数据准备:DEM(使用由本人前面的教程【ArcGIS地形分析--TIN及DEM 的生成,TIN的显示】中使用的原始数据。
方法/步骤1.数据基础:无洼地的DEM在ArcMap中加载 DEM数据,右击DEM图层,点击缩放至图层,显示全部。
2.在【ArcToolbox】中,(要打开扩展模块)执行命令[SpatialAnalyst工具]——>[水文分析]——> [填洼],按下图所示指定各参数,其中Z限制——填充阈值,当设置一个值后,在洼地填充过程中,那些洼地深度大于阈值的地方将作为真实地形保留,不予填充;系统默认情况是不设阈值,也就是所有的洼地区域都将被填平。
之后点击确定即可。
3.确定后执行结果得到无洼地的DEM数据[Fill_dem1]4.关键步骤:流向分析在上一步的基础上进行,在【ArcToolbox】中,执行命令[SpatialAnaly st工具]——>[水文分析]——>[流向],按下图所示指定各参数:5.确定后执行完成后得到流向栅格[Flowdir_fill1],理解代表什么含义!6.计算流水累积量在上一步的基础上进行,在【ArcToolbox】中,执行命令[SpatialAnaly st工具]——>[水文分析]——>[流量],按下图所示指定各参数:1.7确定后执行完成得到流水累积量栅格[flowacc_flow1]如图:7.提取河流网络首先,提取河流网络栅格。
arcgis水文分析实列
![arcgis水文分析实列](https://img.taocdn.com/s3/m/5837ee99af1ffc4fff47ac07.png)
练习9水文分析:依照DEM提取河流网络,计算流水积存量、流向、依照指定的流域面积大小自动划分流域水文分分析工具有两种途径利用水文分析功能:(1)通过Arctoolbox:水文分析工具位于[Spatial Analyst Tools]>>[Hydrology]之下如果Hydrology 工具集没有出现,可以选中某个工具箱后新建一个工具集[Hydrology],然后右键点新建的工具集,在出现的菜单中执行[添加]>>[工具]会出现如右图所示的对话框,将需要的水文分析工具添加到上面新建的工具集中。
(2)另一种方式是添加[Hydrology]工具栏到ArcMap中。
在ArcMap中执行菜单命令:[工具]>>[定制] 命令点击[从文件添加]按钮找到文件注意:那个文件一样是在ArcGIS的安装途径下,默许的情形是[C:\ProgramFiles\ArcGIS\DeveloperKit\samples\SpatialAnalyst\HydrologicModeling\Visual_Basic][Hydrology Modeling]工具条就被加载到ArcMap,在其前面的检查框上打上勾,如以下图所示。
[Hydrology Modeling]工具条就能够够够显示在ArcMap中注意:以下的练习基于Hydrology Modeling 工具1. 数据基础:无洼地的DEM在ArcMap中加载DEM数据,执行工具条[Hydrology Modeling]中的菜单命令[ Hydrology ]>>[ Fill Sinks],在显现的对话框中将[Input Surface]参数指定为“DEM”确信后取得无洼地的DEM数据:[ Filled Sink1 ]2. 关键步骤:流向分析在上一步的基础上进行,执行工具条[Hydrology Modeling]中的菜单命令[ Hydrology ]>>[ Flow Direction ],在显现的对话框中将[Input Surface]参数指定为“Filled Sink1”确信后取得流向栅格[ Flow Direction1],了解流向栅格单元的数值表示的含义是什么3. 计算流水积存量在上一步的基础上进行,执行工具条[Hydrology Modeling]中的菜单命令[ Hydrology ]>>[ Flow Accumulation ],在显现的对话框中将[Direction Raster]参数指定为“Flow Direction1”确信后取得流水积存量栅格[Flow Accumulation1]4. 提取河流网络(1)提取河流网络栅格:在上一步的基础上进行,打开Arctoolbox,运行工具[Spatial Analyst Tools]>>[Map Algebra]>>[单输出地图代数]在[地图代数表达式]中输入公式:con (Flow Accumulation1>800,1)[输出栅格]指定为:StreamNet说明:通过此操作将流水积存量栅格[Flow Accumulation1]中栅格单元值(流水积存量)大于800的栅格赋值为1,从而取得河流网络栅格[StreamNet]1 setnull2 con3 pick up这三个命令很有效。
ARCGIS水文分析
![ARCGIS水文分析](https://img.taocdn.com/s3/m/685f36f3551810a6f524866f.png)
—School Of Civil Engineering—
测绘121 吴旭祥
10 执行后,结果为如图所示
—School Of Civil Engineering—
测绘121 吴旭祥
11 然后,提取河流网络矢量数据。在上一步的基础上进行,打开【 Arctoolbox】工具箱,运行工具[SpatialAnalyst 工具]——>[水文分析]——>[ 栅格河网矢量化]
—School Of Civil Engineering—
测绘121 吴旭祥
山谷线的提取
载入DEM后打开栅格计算 器。在文本框中填写反地形 的计算公式:Abs (dem-H) 其中H为DEM最大高程值。 输出为“反地形dem” 再由生成的“反地形dem” 进行填洼操作,设置输出路 径,如图。 剩下操作和生成山脊线操作 基本类似。 依次进行流向,流量,汇流 累积量零值的提取,在进行 相应的邻域分析,重分类等 操作。 最终结果如图。
—School Of Civil Engineering—
测绘121 吴旭祥
山顶点的提取
按等高线100、等高线25、 Back、晕渲图次序放置数据 层,如图。 点击Spatial Analysis下的邻 域分析,块统计。设置参数 如图所示,点击OK按钮, 提取150X150分析窗口最大 值。 结果如图。 依此方法再提取最小值,留 作他用。 打开栅格计算器,输入 [Max] - [DEM] == 0,输出 为top,如图。 结果如图。 添加地理符号,使山顶显示 更加直观,如图。
—School Of Civil Engineering—
测绘121 吴旭祥
山脊线的提取
打开Spatial Analyst工 具的栅格计算器。 输入“流量”=0,输 出为“流量0”。计算 结果为所有的汇流累积 量为 0 的栅格。 结果如图。 如果获取的山脊线比较 杂乱,不是很准确,可 以采用领域分析的方法 进行处理。 在进行相应的重分类, 把山脊线数据逼近到 “1”。 再通过表面分析生成“ 晕渲图”,与山脊线相 互叠加。最终结果如图 。
arcgis的水文分析工具详解
![arcgis的水文分析工具详解](https://img.taocdn.com/s3/m/d72f1de19f3143323968011ca300a6c30c22f124.png)
arcgis的水文分析工具详解接收雨水的区域以及雨水到达出水口前所流经的网络被称为水系。
流经水系的水流只是通常所说的水文循环的一个子集,水文循环还包括降雨、蒸发和地下水流。
水文分析工具重点处理的是水在地表上的运动情况。
流域盆地是将水和其他物质排放到公共出水口的区域。
流域盆地的其他常用术语还有分水岭、盆地、集水区或汇流区域。
该区域通常定义为通向给定出水口或倾泻点的总区域。
倾泻点是水流出某个区域的点。
该点通常是沿流域盆地的边界的最低点。
两盆地之间的边界称为流域分界线或分水岭边界。
水到达出水口前流经的网络可显示为树,树的底部是出水口。
树的分支是河道。
两条河道的交点称为结点或交汇点。
连接两个相邻交汇点或连接一个交汇点和出水口的河道的河段称为河流连接线。
•电脑•arcgis软件1.1描绘分水岭或定义河流网络时,您需要按照一系列步骤进行操作。
有些步骤是必需的,而其他步骤则属于可选步骤(取决于输入数据的特性)。
流经某表面的流向始终为最陡的下坡方向。
已知流出各像元的方向后,便可确定哪些像元以及多少像元流入某指定像元。
该信息可用于定义分水岭边界和河流网络。
以下流程图显示的是从数字高程模型 (DEM) 中提取水文信息(如分水岭边界和河流网络)的过程。
2.2无论您的最终目的如何,都必须从高程模型入手。
高程模型可用于确定哪些像元会流入其他像元(流向)。
但如果高程模型中存在错误或者构建的是喀斯特地貌模型,则某些像元位置可能比周围像元低。
如果存在此类情况,则流入像元的水均将无法流出。
这些洼地称为汇。
通过水文分析工具,您可以识别出汇并利用某些工具填充这些汇。
这样便可得到不存在洼地的高程模型。
然后您可以确定这个不存在洼地的高程模型中的流向。
3.3如果描绘的是分水岭,则需要识别出倾泻点(要了解汇流分水岭的位置)。
通常,这些位置为河流的河口或其他感兴趣的水文点(如水文测量站)。
使用水文分析工具,您可以指定倾泻点或者将河流网络用作倾泻点。
Arcgis操作水文分析
![Arcgis操作水文分析](https://img.taocdn.com/s3/m/140e4994482fb4daa48d4b09.png)
第九章水文分析生成的集水流域和水流网络,水文分析是DEMDEM数据应用的一个重要方面。
利用表面水文分析模型研究与地表水流有关的各成为大多数地表水文分析模型的主要输入数据。
预测当某一地区的地貌改划定受污染源影响的地区,种自然现象例如洪水水位及泛滥情况,变时对整个地区将造成的影响等。
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地表水流径流模型的水流方向、汇流累积量、水流长度、河流网络(包括河流网络的分级等)以及对研究区的流域进行分割等。
通过对这些基本水文因子的提取和分析,可再现水流的流动过程,最终完成水文分析过程。
本章主要介绍ArcGIS水文分析模块的应用。
ArcGIS提供的水文分析模块主要用来建立地表水的运动模型,辅助分析地表水流从哪里产生以及要流向何处,再现水流的流动过程。
同时,通过水文分析工具的应用,有助于了解排水系统和地表水流过程的一些基本概念和关键过程。
ArcGIS将水文分析中的地表水流过程集合到ArcToolbox里,如图11.1所示。
主要包括水流的地表模拟过程中的水流方向确定、洼地填平、水流累计矩阵的生成、沟谷网络的生成以及流域的分割等。
本章1至5节主要是依据水文分析中的水文因子的提取过程对ArcGIS中的水文分析工具逐一介绍。
文中所用的DEM数据在光盘中chp11文件夹下的tutor文件夹里面,每个计算过程以及每一节所产生的数据存放在tutor文件夹的result文件图11.1 ArcToolBox中的夹里面,文件名与书中所命名相同,读者可以利用该数据进行水文分析模块参照练习。
本章最后一节还提供了三个水文分析应用的实例。
9.1 无洼地DEM生成DEM一般被认为是比较光滑的地形表面的模拟,但是由于内插的原因以及一些真实地形(如喀斯特地貌)的存在,使得DEM表面存在着一些凹陷的区域。
这些区域在进行地表水流模拟时,由于低高程栅格的存在,使得在进行水流流向计算时在该区域得到不合理的或错误的水流方向。
ArcGIS 空间分析之水文分析
![ArcGIS 空间分析之水文分析](https://img.taocdn.com/s3/m/f57d46f99e3143323968931e.png)
ArcGIS的水文分析功能模块包括11个工具,名称和功能分别为:1、Basin:盆域分析工具。
用于划分出研究区所有的流域盆地。
流域盆地是由分水岭分割而成的汇水区域。
它通过对水流方向数据的分析确定出所有相互连接并处于同一流域盆地的栅格。
流域盆地的确定首先是要确定分析窗口边缘的出水口的位置,也就是说,在进行流域盆地的划分中,所有的流域盆地的出水口均处于分析窗口的边缘。
当确定了出水口的位置之后,其流域盆地集水区的确定类同于洼地贡献区域的确定,也就是找出所有流入出水口的上游栅格的位置。
2、Fill:洼地填充工具。
在栅格数据表面填充洼地以去除数据的小瑕疵。
DEM被认为是比较光滑的地形表面模拟,但是由于内插的原因以及一些真实地形的存在,使得DEM表面存在着一些凹陷的区域,那么这些区域在进行地表水流模拟时,由于低高程的存在,从而使得在进行水流流向计算时在该区域得不到合理的或错误的水流方向,因此在进行水流方向的计算之前,应该首先对DEM 数据进行洼地填充,得到无洼地的DEM。
3、Flow Accumulation:流量工具。
在地表径流模拟过程中,汇流累积量是基于水流方向数据计算而来的。
对每一个栅格来说,其汇流累积量的大小代表着其上游有多少个栅格的水流方向最终汇流经过该栅格,汇流累积的数值越大,该区域越易形成地表径流。
4、Flow Direction:流向工具。
根据每个象元和它最邻近的八个象元之间的最大象元距离权落差来确定水的流向,得到一个流向的栅格数据,这种方法也叫D8算法。
5、Flow Length:水流长度工具。
水流长度通常是指在地面上一点沿水流方向到其流向起点(终点)间的最大地面距离在水平面上的投影长度。
6、Sink:洼地计算工具。
洼地区域是水流方向不合理的地方,可以通过水流方向来判断那些地方是洼地,然后再对洼地进行填充。
有一点必须清楚的是,并不是所有的洼地区域都是由于数据的误差造成的,有很多洼地区域也是地表形态的真实反映,因此,在进行洼地填充之前,必须计算洼地深度,判断哪些地区是由于数据误差造成的洼地而哪些地区又是真实的地表形态,然后在进行洼地填充的过程中,设置合理的填充阈值。
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ArcGIS教程之DEM水文分析详细图文教程,本教程和之前的两个教程有关联的,数据上是使用上一个教程的结果,步骤相互联系!最后会提供给大家数据和教程的链接!水文分析需要:
1.理解基于DEM数据进行水文分析的基本原理。
2.利用ArcGIS的提供的水文分析工具进行水文分析的基本方法和步骤。
下面开始教程:
工具/原料
•软件准备:ArcGIS Desktop 10.0---ArcMap(spatial Analyst模块) •数据准备:DEM(使用由本人前面的教程【ArcGIS地形分析--TIN及DEM 的生成,TIN的显示】中使用的原始数据。
方法/步骤
1.数据基础:无洼地的DEM
在ArcMap中加载 DEM数据,右击DEM图层,点击缩放至图层,显示全部。
2.在【ArcToolbox】中,(要打开扩展模块)执行命令[SpatialAnalyst工
具]——>[水文分析]——> [填洼],按下图所示指定各参数,其中Z限制——填充阈值,当设置一个值后,在洼地填充过程中,那些洼地深度大于阈值的地方将作为真实地形保留,不予填充;系统默认情况是不设阈值,也就是所有的洼地区域都将被填平。
之后点击确定即可。
3.确定后执行结果得到无洼地的DEM数据[Fill_dem1]
4.关键步骤:流向分析
在上一步的基础上进行,在【ArcToolbox】中,执行命令[SpatialAnaly st工具]——>[水文分析]——>[流向],按下图所示指定各参数:
5.确定后执行完成后得到流向栅格[Flowdir_fill1],理解代表什么含义!
6.计算流水累积量
在上一步的基础上进行,在【ArcToolbox】中,执行命令[SpatialAnaly st工具]——>[水文分析]——>[流量],按下图所示指定各参数:
1.7
确定后执行完成得到流水累积量栅格[flowacc_flow1]
如图:
7.提取河流网络
首先,提取河流网络栅格。
在上一步的基础上进行,打开【Arctoolbox】,运行工具[Spatial Anal yst 工具]——>[地图代数]——>[栅格计算器],在[地图代数表达式]中输入公式:Con(Flow Accumulation1>800,1),(这里的Flow Accumulat ion1要以上一步得到的文件名为准,注意是Con,不是con,大写第一个字母,不然出错)如图:
[输出栅格]指定为:StreamNet保存路径和文件名任意)
执行后,结果为(关闭除[Streamnet]之外的其它图层):
结果说明:通过此操作将流水累积量栅格[Flow Accumulation1]中栅格单元值(流水累积量)大于800的栅格赋值为1,从而得到河流网络栅格[S treamNet]
2.10
然后,提取河流网络矢量数据。
在上一步的基础上进行,打开【Arctoolbox】工具箱,运行工具[Spatia lAnalyst 工具]——>[水文分析]——>[栅格河网矢量化],按下图设置参数:
后得到河流网络矢量数据,如图
8.接着,平滑处理河流网络
打开[编辑器]工具栏,执行工具栏中的命令[编辑器]——>[开始编辑],确保目标图层为河流网络图层[StreamT_StreamN1],通过打开[StreamT_ StreamN1]属性表,并选择属性表的所有行选择图层[StreamT_StreamN1]中的所有要素,也可以通过[要素选择按钮]选择图层中所有要素
执行[编辑器]工具栏中的命令[编辑器]——>[更多的编辑工具]——>[高级编辑]打开工具条:[高级编辑],点击其上的[平滑]按钮:
3.13
在[平滑]处理对话框中输入参数[允许最大偏移]为4,得到平滑后的河流网络矢量图层,执行命令: [编辑器]——>[停止编辑],保存所做修改。
(然后,比较平滑处理后的数据与没有进行处理过的数据)
4.14
9.最后,进行流域分析
在上一步的基础上进行,打开【Arctoolbox】,运行工具[Spatial Anal yst工具]——>[水文分析]——>[盆域分析],如图:
然后在打开【Arctoolbox】中,打开[空间分析]工具栏,执行命令:[转换工具]——>[由栅格转出]——>[栅格转面],将流域栅格转换成为矢量图层。
如图:。