4.ArcGIS之闽江流域分析

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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所在学院专业班级学号109042010006指导老师二○一三年一月四日数字高程模型10GIS姜婷109042010006 ArcGIS环境下基于DEM的水文特征提取研究——以闽江流域建溪水系为例姜婷（福建师范大学地理科学学院，福建省福州市350108）摘要：选择闽江流域建溪水系为研究对象,以数字高程模型DEM(Digit Elevation Models)为基础,利用ArcGIS软件的水文分析工具从DEM数据中提取研究区域的流域水文特征的详细过程。

主要包括:DEM的生成和预处理、水流方向的确定、水流累积量提取、河网的提取和子流域的划分。

结果表明，利用该方法提取的河网与利用手工方法提取的河网基本一致，从而证明该方法具有较高的精度。

关键词：数字高程模型；水文特征；ArcGIS；提取；建溪水系21世纪以来水资源危机日益突出，水文模型已经成为目前国内外水文学研究的热门课题。

随着“3S”技术的发展，为水文科学注入了新的血液。

目前水文模拟技术趋向于将水文模型同GIS 与RS集成，以便充分利用GIS在数据管理、空间分析及可视性方面的功能。

数字高程模型DEM (Digital ElevationModel)是用一组有序数值阵列形式表示地面点的平面坐标(x,y)和高程z的一种实体地面模型。

它包含了大量的地理信息,是构成GIS的基础数据，其用途十分广泛,利用DEM可以提取流域的许多重要水文特征参数，如坡度、坡向、水沙运移方向、汇流网络、流域界线等。

目前,利用DEM进行流域分析的工具很多,ArcGIS的水文分析模块(Hydro logymodel)是美国环境系统研究所公司(ESRI)为ArcGIS推出的一个水文分析模块,主要用于地形和河流网系的提取和分析,实现地形模型可视化,其强大的流域特征分析功能可以满足各种流域DEM处理的需要。

1流域概况建溪是闽江上游三大溪中最大的溪流，是一个树枝状水系。

闽江流域特大洪涝干旱风险识别

闽江流域特大洪涝干旱风险识别
武晶
【期刊名称】《人民珠江》
【年(卷),期】2024(45)4
【摘要】为完善闽江流域应对极端水文事件和特大洪旱风险的调度预案,根据流域历史观测资料,利用标准化径流指数SRI、标准化降水指数SPI对闽江流域的特大洪涝干旱风险进行识别并分析。

研究结果表明:①通过以年为时间尺度的旱涝分析,旱典型年有2003、2004年,涝典型年有1998、2016年,共计4个典型年份,闽江流域范围内干旱频率较高的区域,洪涝发生的频率则相对较低;②通过以季为时间尺度的旱涝分析,可得闽江流域四季特大洪旱风险年份,其中春、夏两季以特旱为主,秋、冬两季以极涝为主,闽江流域四季SPI3的Z值除春季外均有一定的变化趋势,研究成果可为闽江流域今后应对旱涝极端水文事件、制定特大洪旱风险应急调度方案提供基础数据和技术支持。

【总页数】9页(P115-123)
【作者】武晶
【作者单位】福建省水文水资源勘测局闽江河口水文实验站
【正文语种】中文
【中图分类】TV21
【相关文献】
1.闽江流域竹岐水源地溢油污染风险识别及评估
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3.风险分析与损失评估相结合的北方城市洪涝灾害研究——以郑州市2021年7月特大暴雨洪涝灾害为例
4.闽江流域洪涝风险区划快速评估研究
5.深圳龙岗区2023年“9·7”极端特大暴雨洪涝灾害风险评估与对策
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ArcGIS专题操作之-水文分析

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。

闽江下游沿江地区景观格局及分异特征研究

闽江下游沿江地区景观格局及分异特征研究杨扬;戴文远【摘要】在RS-GIS支持下,运用景观生态学原理,针对闽江下游沿江地区景观生态类型在整个研究区、不同地貌区、不同行政区和不同缓冲区的格局特点和分异规律进行分析.结果表明,闽江下游沿江区域景观生态系统中以自然景观为主,区域自然属性强；不同景观类型的景观格局水平和垂直分异明显；河流沿江景观格局受人类干扰影响深刻,亟须进行生态恢复重建.【期刊名称】《高师理科学刊》【年(卷),期】2012(032)001【总页数】5页(P63-67)【关键词】景观生态;景观格局;闽江下游地区【作者】杨扬;戴文远【作者单位】福建师范大学地理科学学院,福建福州350007;福建师范大学地理科学学院,福建福州350007【正文语种】中文【中图分类】P951景观格局及其动态变化研究是景观生态学的研究热点和重要研究领域[1-5].景观生态学中的格局往往是指空间格局，即缀块和其它组成单元的类型、数目以及空间分布与配置等[6].流域是一个完整的自然地理单元，流域内景观格局是在自然与人类活动长期相互作用过程中演变而成的.对流域景观格局的研究，是揭示流域生态状况、空间变异性特征以及与生态过程相关的区域资源环境问题的有效手段[7].闽江是福建省最大的水系，发源于武夷山脉，在水口镇进入下游地区.闽江下游沿江地区景观特征和生态格局较中游、上游有很大差异，同时闽江下游地区又是福建省省会中心城市——福州所在地，其自然地理环境和森林生态系统受人类干扰影响深刻，威胁着区域社会、经济的可持续发展.本文从景观生态学角度出发，以闽江下游沿江地区为研究实例，分析景观格局及其分异，对进一步提升区域景观生态功能，构建区域生态安全格局提供科学依据.研究区范围以闽江下游河段为主体（即水口镇至闽江入海口），宽度以闽江干流两岸山峰的分水岭为界，位于东经118°08′～120°31′，北纬25°15′～26°29′之间，面积311 726.19 hm2.闽江进入下游后，自西北向东南，经闽清县、闽侯县，在淮安分为南北港，北港称闽江，也称台江、白龙江，南港称乌龙江，两江环绕南台岛后汇合于马尾港，向东北方向流经闽安峡谷，在亭江又分南北两支，绕过琅岐岛，分别沿江山从长门水道和梅花水道注入台湾海峡.研究区内气候属亚热带海洋性季风气候，全年冬短夏长，温暖湿润，无霜期达326 d，年平均气温19～20℃，年均降水量900～2 100 mm.植被类型比较复杂，种类繁多，主要有常绿阔叶林、红树林、竹林、灌丛、草丛、滨海沙生林等.土壤以红壤、赤红壤、黄壤为主，耕地以水稻土为主.利用2009年Langsat_TM影像，结合1∶50 000地形图（1984年），以地貌、植被等自然地理要素为指标，在遥感影像几何校正的基础上，利用ArcView3.3进行影像解译，编制研究区景观类型图（见图1），经过ArcGIS拓扑检查，转换成30 m×30 m的栅格数据.在此基础上，叠加1∶100 000的DEM（30 m×30 m）数据，利用ArcGIS9.0研究不同景观在总研究区、不同地貌区、不同行政区、不同缓冲区（1 000 m——鸟类活动，2 000 m——较完整内部生境，5 000 m——人类活动）[8]的景观格局分异规律和特点.参考景观分类的研究成果[9-13]，结合研究区的实际情况，从人类对河流景观的影响强度和河流景观的结构功能2方面入手，构建研究区河流景观分类体系（见图1和表1）.第一，根据人类干扰强度的大小，将闽江下游地区景观分为自然景观、经营景观、人工景观和水域景观；第二，以地貌为基本线索，结合人类干扰强度，分出研究区的景观亚型（平原自然景观、山地自然景观等）；第三，以地表覆盖为标志，结合人类利用方式与应用价值，进一步划分出景观单元（平原水田景观、山地果园景观等，限于篇幅，表1中省略景观单元特征数据）.借鉴景观生态学空间格局指数方法来定量分析研究区景观空间分异规律.选取景观生态学较为成熟的指标，包括景观多样性指数、优势度指数、均匀度指数、破碎度指数，式中：Pi为景观类型i所占面积比例；m为景观类型数目；A为景观的总面积.根据表1数据，计算了总研究区、不同地貌区、不同行政区、不同缓冲区的自然景观、经营景观、人工景观、水域景观的景观格局指数，结果见表2.3.2.1 研究区景观格局总体情况分析闽江下游沿江地区受人类影响深刻，不同景观类型的景观格局差异明显.研究区总体上以自然景观为主，面积共173 569.27 hm2，占总面积的55.68%，斑块数815个，占总斑块数的46.52%，自然景观中景观类型丰富，多样性指数大，但与最大多样性相比，还存在一定的差距，在景观类型数量确定的情况下，说明各景观类型所占的面积比例有一定的差异；优势度指数为1.240，说明有一种或少数几种景观占主导地位，山地森林景观（含高丘、低山、中山的森林）占自然景观总面积的近58.70%，处于主导地位.自然景观类型分布比较均匀，而且面积较大，连通性较好，因此均匀度高，破碎度较低.经营景观受人类活动影响，土地利用比较多元化，景观类型较多，多样性也较大，但是各景观类型所占面积比例的差异还是比较大的，平原水田、高丘果园、平原果园三者共占经营景观面积的58.03%，是优势景观类型.经营景观斑块沿河流两侧比较均匀的镶嵌在自然景观中，均匀度较高，但是受到人类分块开发利用的影响，斑块面积都较小，破碎度大.人工景观是受人类活动影响最强烈的景观，面积共21 662.07 hm2，占总面积的6.95%，斑块数199个，占整个景观的11.36%.研究区内人工景观以城镇和乡村居民点建筑为主，优势度指数高达2.291，说明土地利用比较单一、集约，多样性小；特别是河流沿岸地带的平原城镇和平原乡村居于主导地位，占人工景观总面积高达94.71%，其他地貌区的人工景观斑块少、面积小，呈零星分布状态.水域景观受平原河流景观控制，平原河流景观面积占了水域景观面积的92.61%，导致水域景观的多样性低，优势度指数比其它景观类型高很多，而且均匀度很低.3.2.2 不同行政区景观格局分异不同行政区景观格局的分异反映了研究区景观格局的水平分异特征.由表2可见，研究区自然景观多样性内陆地区比沿海地区高，其中闽侯县自然景观多样性指数最高，连江县最低，主要原因是地处内陆的闽侯县地貌比沿海的连江县复杂，表明了地貌对景观分异所起到的重要影响.此外，闽侯县的中山林地、高丘林地、低山林地和中山疏林地面积共占其自然景观总面积的58.89%，因此，闽侯县自然景观的优势度也比较高.从经营景观的水平分异看，福州经营景观的多样性最小，主要原因是其经营景观的类型较为简单，平原水田和平原果园面积占其经营景观面积的73.29%，所以景观异质性小，优势度高.闽侯县经营景观面积53 972.63 hm2，有353个斑块，地形复杂，景观类型丰富，多样性高，以平原水田、中山水田和高丘果园占主导，面积共占其经营景观的64.01%，且分布不均匀，所以优势度高，均匀度低.高丘果园、低山果园、中山水田、平原果园和平原水田的陡坡开垦不合理，而福州市和闽侯县的经营景观又是以这几种景观类型占优势，所以在这2个行政区内要特别重视这些经营景观的生态建设.在各行政区中，福州的人工景观的面积最大，为14 279.26 hm2.福州是福建省省会城市，近年来城市扩展较快，其人工景观格局的变化影响着整个闽江下游沿岸的景观格局，是研究区景观格局变化的主要驱动力.水域景观的优势度在闽侯县与福州市较高，而破碎度又较低，原因是平原河流（主体是闽江）在两地水域景观中占绝对优势.3.2.3 不同地貌区景观格局分异不同地貌区景观格局的分异反映了研究区景观格局的垂直分异特征.由表2可见，总体上，自然景观的多样性指数在不同地貌上分布差异不大，但平原地区的多样性指数略高一些.这是因为平原地区是人类主要活动区域，受人类影响，导致自然景观破碎化.经营景观在不同地貌区的垂直分异明显.平原和低山的多样性指数明显高于其它地貌区，而中山明显低于其它地貌，说明有利的地貌条件使平原和低山是人类开发利用的重点区域，土地经营利用向多样化发展，相反中山受海拔和坡度等影响，土地利用方式较为单一.近年来，随着人口增加和经济的发展，低丘地区将成为人为活动最为强烈的区域，城市的扩张，农业结构的调整，低丘景观的破碎化程度将进一步提高.特别要引起注意的是坡地的开发利用，由叠加DEM统计可见（见图2），研究区陡坡利用的经营景观面积有6 620.50 hm2，其中高丘果园、低山果园、中山水田的陡坡开垦面积比较大，有5 018.96 hm2，这将导致区域水土流失加剧，威胁生态环境安全.人工景观主要分布在平原地区，平原人工景观面积为20 824.39 hm2，斑块数为183个，且平原城镇和居民点景观控制平原人工景观，其优势度指数高达1.567.研究区地处闽江下游，平原河流景观占绝对优势.此外，平原地区有较多的滩涂、坑塘水面景观，景观类型较多，多样性比丘陵、山地地区高.平原区水域景观的多样性、均匀性和破碎度最低，而优势度最高，这与本研究区范围的界定有直接关系，也充分说明闽江对其下游平原区水域景观发挥的主导和支配作用.3.2.4 不同缓冲区景观格局分异以1 000，2 000，5 000 m设定缓冲区研究不同尺度缓冲区的景观格局对河流生态系统产生的影响. 由表2可见，不同半径的河流缓冲区景观格局呈现一定的规律特点，除了人工景观外，自然景观、经营景观和水域景观的多样性指数总体上是随着缓冲半径的增大而增大（经营景观的多样性在2000 m 缓冲区处略有下降），这充分说明河流生态系统的维护需要一定的廊道宽度，这样才能创造出丰富的景观结构.而人工景观恰巧相反，由于研究区人工景观的类型比较单一，而且集中分布在河流两侧平原，随着距离河流越远，增加了一些面积较小的斑块，导致各景观类型所占面积比例差异增大，多样性指数随着缓冲半径的增大而减小.在不同缓冲区的各景观类型中，自然景观的优势度都比较低，经营景观、人工景观、水域景观的优势度都比较高，水域景观的优势度最高.如平原城镇景观和平原乡村景观的面积都占人工景观总面积的94%左右；平原水田、高丘果园、平原果园总面积分别占经营景观总面积的72.50%，74.84%，73.85%；这充分说明得益于良好的自然环境条件，闽江下游地区成为人类活动的重要区域，受到了较为严重的人工干扰.【相关文献】[1] 傅伯杰，陈利顶，马克明，等.景观生态学原理及应用[M].北京：科学出版社，2001[2] 刘常富，孙冉，李小马.基于RS与GIS的沈阳城市森林景观格局动态变化[J].东北林业大学学报，2009，37（4）： 13-14[3] 肖笃宁.景观生态学理论、方法及应用[J].长江流域资源与环境，2002，11（3）：219-223[4] 杨英宝，江南，苏伟忠，等.RS与GIS支持下的南京市景观格局动态变化研究[J].长江流域资源与环境，2005，14（1）：34-39[5] 宁龙梅，王学雷，吴后建.武汉市湿地景观格局变化研究[J].长江流域资源与环境，2005，14（1）：44-49[6] 邬建国.景观生态学——概念与理论[J].生态学杂志，2000，19（1）：42-52[7] 叶延琼，陈国阶.GIS支持下的岷江上游流域景观格局分析[J].长江流域资源与环境，2006，15（1）：112-115[8] 朱强，俞孔坚，李迪华.景观规划中的生态廊道宽度[J].生态学报，2005（9）：2407-2412[9] Naveh，Z Landscape.Ecology：Theoryand Application[M].2nd ed.New York：Spring-verlag，1993[10] 王宪礼，肖笃宁，布仁仓，等.辽河三角洲湿地的景观格局分析[J].生态学报，1997，17（3）：317-323[11] 陈利顶，傅伯杰.黄河三角洲地区人类活动对景观结构的影响分析[J].生态学报，1996，16（4）：337-344[12] 赵羿，李月辉.实用景观生态学[M].北京：科学出版社，2001[13] 蒋学玮，周正立，李凯荣，等.景观生态学原理在流域规划中的应用[J].西北林学院学报，2003，18（2）：112-115。

闽江流域耕地时空变化及其驱动力分析

闽江流域耕地时空变化及其驱动力分析1段勇1，李延风2，张玉珍2，牛志远11.福建师范大学地理科学学院福建福州（350007）；2.福建省环境科学研究院福建福州（350007）摘要：本文通过对闽江流域耕地动态变化的分析，得出闽江流域耕地的时空变化情况，然后分析耕地变化的时空差异、驱动因子并采用主成分分析方法对社会经济因素进行归纳为经济发展、人口增长、城市化水平和第三产业因素4个方面，其结果将为进一步研究耕地变化对流域生态环境的影响提供科学依据。

关键词：闽江流域；耕地变化；驱动力；主成分分析土地是民生之本、发展之基，其利用/覆盖的变化不仅影响到人类生存与发展的自然基础，更与全球气候变化、生物多样性减少、生态环境恶化等问题密切相关[1]。

耕地作为土地类型中最重要的一种类型,其变化趋势直接影响着人类的生存与发展[2]。

近年来，闽江流域社会经济不断发展，人口的急剧增长和城镇建设用地的不断扩张，占用了大量耕地，给流域环境带来了一系列影响，水土流失日益严重、生态环境遭到破坏，引起了大家的普遍关注。

因此重视耕地动态变化研究，分析耕地变化的时空差异、驱动因子、耕地变化和流域生态环境之间的内在关系，对流域耕地资源和生态环境的合理保护具有重要的意义。

1 研究区概况闽江流域位于116°23′～119°43′E之间，25°23′～28°19′N，（如图所示），地处亚热带，气候温和，雨量充沛。

其境内主要河流——闽江是福建省最大的河流，发源于武夷山脉的杉岭山南麓的九县山，主河长541km，总长2872km，河道平均坡降0.5‰，被誉为福建的“母亲河”，是福建水路交通的大动脉。

流域面积60992km2，其中福建省境内面积59922 km2，占流域面积的98.2%，约占全省总面积122466 km2的一半。

流域东西宽和南北长大致相等，大约300 km左右，其范围包括三明市、南平市全部以及宁德、福州、泉州、莆田等地市的部分县市区（见表1）。

GIS-流域分析(水文分析)

第2次追踪
2 流域提取
流域范围子盆地流域分界线河网流域出口点流域的组成
流域提取原理：可由流域出口点开始，逐步对邻域内其他8个栅格流向的反方向进行追踪，直到追踪至流域边界栅格（不被邻域内任何栅格所指向）。
第3次追踪
2 流域提取
流域的组成
流域范围子盆地流域分界线河网流域出口点
2、流域分析（水文分析）所提取的水系、坡长、流域等信息在地学分析中具有重要的意义。
1.3 汇流量提取
流向矩阵
汇流量矩阵
1. 沟谷网络提取
1.1 洼地填平
1.2 水流方向
1.3 汇流累积
1.4 沟谷网络
1.4 沟谷网络提取
■ 对汇流累积矩阵采用一定的阈值来提取沟谷网络，大于阈值的位置赋值为1，即为沟谷网络，可进一步将栅格沟谷网络转换为矢量沟谷线文件。
设置阈值
沟谷网络提取
流域提取原理：可由流域出口点开始，逐步对邻域内其他8个栅格流向的反方向进行追踪，直到追踪至流域边界栅格（不被邻域内任何栅格所指向）。
第1次追踪
2 流域提取
流域范围子盆地流域分界线河网流域出口点流域的组成
流域提取原理：可由流域出口点开始，逐步对邻域内其他8个栅格流向的反方向进行追踪，直到追踪至流域边界栅格（不被邻域内任何栅格所指向）。
上坡长
下坡长
坡长分析：
– 上游坡长 – 下游坡长
DEM剖面线
上游坡长
从图中不难发现，上坡长为“0”的点分布于山脊线相似，上坡长，下坡长的变化较为平缓，通过某一点的下坡长可以判断其水流到达河流交汇点的时间，以帮助预测洪峰的到来时间。

ArcGIS教程之DEM应用——水文分析

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。

4-基于ArcGIS的水利大数据及应用

多元循环性，由水的多元循环决定的水利大数据在经济、社会、生态等领域的价值循环。
水利大数据面临的挑战
挑战一：水利大数据的收集与集成
水利大数据来源广泛，不同的监测平台得到的数据具有不同的数据结构、存储系统，非结构化数据、半结构化数据、结构化数据并存；
由于观测条件的差异，数据可信度层次不齐，对数据清洗和质量的确保提出了很高的要求；
“Best” Space Radar
Merge HQ Estimates
Match IR and HQ, generate coeffs
Apply IR coefficients
Merge IR, merged HQ estimates
Compute monthly satellite-gauge
combination (SG)
美国暴雨山洪泥石流灾害链耦合系统核心模型 Physically-coupled iCRESTSLIDE (SLope Infiltration- Distributed Equilibrium)
1
0.8
0.6
Validation with inventory data
0.4
POD
0.2
FAR
CSI
深度学习方法研制全球卫星产品研制
青藏西南部IR云图
相应时段降水情况
在深度学习中，我们可以将不同频段的可见光、红外、微波影像同时作
为训练数据输入模型，且不需要事先设定Feature，海量的遥感影像下，让
模型自己去寻找Feature。
26
5-minute 250m Rainfall Data over USA
DMSP Aqua
NOAA
TRMM
GOES GMS/MTSAT (Japan)

基于GIS技术的闽江流域生态脆弱性分析研究

福建农林大学硕士学位论文基于GIS技术的闽江流域生态脆弱性分析研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：林学指导教师：***20070401福建农林丈学２００７屑专业颈：｝学位论文图６－１闽江流域生态脆弱性分布图通过分析可知闽江流域的总体平均脆弱度值为０．５０１２，各县市的脆弱程度差异性不是很明显，最大的脆弱性为０．６２３９，最小脆弱程度为０．４０１４。

闽江流域是福建最大的河流，丘陵起伏，植被良好，社会经济发展优良，人均６ＤＰ居全国前列，流经的３０个县市的森林覆盖率绝大多数均在７０％以上，有的县市达９０％以上，全流域有林地覆盖率平均为７５．６％。

但因受梅雨、台风等的影响，流域内暴雨洪水多，水土流失比较严重；另一方面原因，流域内的绝大多数的县市均在开发香菇等食用菌，而且部分县市的矿藏丰富，并进行全面地开采，这对植被的破坏比较严重，加快了流域内的水土流失速度；第三，流域内的各县市经济发展不平衡，闽西北经济发展较滞后，而闽南地区的经济发展较快，且人均资源不平衡。

由此可见，整个闽江流域的生态脆弱度属于中等程度，能比较客观地反映其生态脆弱性，需要进一步调整产业结构，走可持续发展的道路，才能维持闽江流域生态系统的稳定，为海峡西岸经济区建设，构建和谐社会做出最大的贡献。

生态脆弱性最大的为政和县，其森林覆盖率虽然较高，但其林地坡度较大，平均径流较深：其次是经济发展相对滞后，平均６ＤＰ较少；第三，近些年在大力开发香菇等食用产业，对植被也造成一定的破坏。

脆弱度最小的是建瓯市，其森林覆盖率较高，具有“竹子之乡”的美誉，其林业坡度较小，平均轻流较浅，林业总产值较高。

由此可见，以上的数值能较客观地反映这两个县市的生态脆弱程度。

苯－／－ＯｌＳ技术的闽江流域生态脆弱性分析研究几个脆弱值分割区间的城市有着共同的特点，如第二类中大多处于闽西北一带，森林的功能主要是发挥水源涵养为主要功能的。

为此研究根据上述分析结果，结合福建省闽江流域自然地理状况、生态脆弱性表现特征及变化规律，以及参考前人研究，在聚类分析的基础上，把闽江流域的生态脆弱性状况分为４级，结果如表６—３，并生成闽江流域生态脆弱性等级分布图，见图６．３：表６－３闽江流域各地区脆弱性等级图图６—３闽江流域生态脆弱性等级分布幽基于GIS技术的闽江流域生态脆弱性分析研究作者：黄维友学位授予单位：福建农林大学被引用次数：5次1.商彦蕊自然灾害综合研究的新进展--脆弱性研究[期刊论文]-地域研究与开发 2000(02)2.洪伟,闫淑君,吴承祯福建森林生态系统安全和生态响应[期刊论文]-福建农林大学学报(自然科学版) 2003(01)3.冉圣宏,金建君,薛纪渝脆弱生态区评价的理论与方法[期刊论文]-自然资源学报 2002(01)4.赵平生态系统的脆弱性与退化生态系统[期刊论文]-热带亚热带植物学报 1998(03)5.蔡运龙,Barry Smit全球气候变化下中国农业的脆弱性与适应对策[期刊论文]-地理学报 1996(03)6.李克让,陈育峰全球气候变化影响下中国森林的脆弱性分析[期刊论文]-地理学报 1996(z1)7.欧阳志云,王效科,苗鸿中国生态环境敏感性及其区域差异规律研究[期刊论文]-生态学报 2000(01)8.沈珍瑶,杨志峰,曹瑜环境脆弱性研究述评[期刊论文]-地质科技情报 2003(03)9.冉圣宏,金建君,薛纪渝脆弱生态区评价的理论与方法[期刊论文]-自然资源学报 2002(01)10.王让会,宋郁东,樊自立,游先祥新疆塔里木河流域生态脆弱带的环境质量综合评价[期刊论文]-环境科学2001(02)11.李晓秀北京山区生态系统稳定性评价模型初步研究[期刊论文]-农业生态环境 2000(01)12.蔡海生,陈美球,赵小敏脆弱生态环境脆弱度评价研究进展[期刊论文]-江西农业大学学报(自然科学版)2003(02)13.郑德祥,钟兆全,龚直文,陈平留闽江流域生态安全问题及建议[期刊论文]-北华大学学报（自然科学版）2005(05)14.陈莹,陈健飞,陈志强闽江流域上下游县域土地利用变化对比分析[期刊论文]-土壤 2006(01)15.张国防,陈瑞炎,曾建荣,林文革闽江流域洪灾与生态环境脆弱性研究[期刊论文]-水土保持通报 2000(04)1.姚建岷江上游生态脆弱性分析及评价[学位论文]20042.郑荣宝.倪少春.王龙.ZHENG Rong-bao.NI Shao-chun.WANG Long广州市土地利用总体规划与生态脆弱性的耦合分析[期刊论文]-中国人口·资源与环境2007,17(3)3.赵艺学基于水土流失态势的山西省生态脆弱性分区研究[期刊论文]-水土保持学报2003,17(4)4.沈彦.刘明亮.石丹丹.SHEN Yan.LIU Ming-liang.SHI Dan-dan湿地生态脆弱性评价及其恢复与重建研究——以洞庭湖区为例[期刊论文]-资源开发与市场2007,23(6)5.樊哲文.刘木生.沈文清.林联盛.FAN Zhewen.LIU Musheng.SHEN Wenqing.LIN Liansheng江西省生态脆弱性现状GIS模型评价[期刊论文]-地球信息科学学报2009,11(2)6.付博3S技术支持下的扎龙湿地生态脆弱性评价研究[学位论文]20067.王介勇.赵庚星.杜春先.WANG Jie-yong.ZHAO Geng-Xing.DU Chun-xian基于景观空间结构信息的区域生态脆弱性分析--以黄河三角洲垦利县为例[期刊论文]-干旱区研究2005,22(3)8.赵红兵生态脆弱性评价研究——以沂蒙山区为例[学位论文]20079.荆玉平.张树文.李颖.JING Yu-ping.ZHANG Shu-wen.LI Ying奈曼旗生态脆弱性及空间分异特征[期刊论文]-干旱地区农业研究2008,26(2)10.余坤勇.刘健.黄维友.许章华.陈志飞.YU Kun-yong.LIU Jian.HUANG Wei-you.XU Zhang-hua.CHEN Zhi-fei基于GIS技术的闽江流域生态脆弱性分析[期刊论文]-江西农业大学学报2009,31(3)1.张丽谦北京山地森林生态脆弱性评价研究[学位论文]硕士 20112.李树元海河流域生态环境关键要素演变规律与脆弱性研究[学位论文]博士 20133.李吟基于GIS的衡阳盆地生态环境脆弱性动态评估[学位论文]硕士 20124.李莉长兴岛国家级经济技术开发区生态环境脆弱性分析[学位论文]硕士 20115.玛丽娜乌伦古河上游小流域生态环境脆弱性与恢复重建研究[学位论文]硕士 2010引用本文格式：黄维友基于GIS技术的闽江流域生态脆弱性分析研究[学位论文]硕士 2007——附加文档一篇，不需要的朋友下载后可以编辑删除，谢谢——工程概况刘家湾北段市政工程总长度545m；道路设计红线宽度主线30m,一副路面；车行道16m;绿化带2*4m；人行道2 *3m。

基于GIS的闽江流域水污染事故预警应急系统研究的开题报告

基于GIS的闽江流域水污染事故预警应急系统研究的开题报告【题目】基于GIS的闽江流域水污染事故预警应急系统研究【背景】随着城市化进程的加速，水环境污染问题日益严重，水污染事故频发。

特别是大型河流流域，因流域范围和流入河流的数量众多，容易发生水污染事故，对环境、经济及社会带来较大影响。

而水污染事故的预警和应急工作的及时性和准确性至关重要。

因此，建立一套针对闽江流域的水污染事故预警应急系统显得十分必要和紧迫。

GIS技术作为一种空间信息处理和分析工具，具有空间数据的集成、分析和表达等优势，被广泛运用于环境保护领域，尤其在水污染监测中有着广泛应用。

【研究目的】本研究旨在通过GIS技术，构建一套基于闽江流域水污染事故预警和应急系统，实现对水环境污染事件的快速响应、追踪和管控，以保护闽江流域的生态环境和民众健康。

【研究内容】1.闽江流域的水环境污染特征和水污染事故预警体系研究；2.GIS技术在水环境监测中的应用，结合RS技术构建水环境质量监测系统，进行监测数据的采集、存储、管理和分析；3.水污染事故预警模型的建立，选择适当的模型，通过对地图数据的综合分析，对潜在水污染风险进行评估，并预测水污染扩散趋势；4.基于GIS的水污染事故应急决策支持系统的建构，和其他部门进行信息交流，制定应急预案和对应的处置办法；5.系统测试和验证，对系统的可行性和实效性进行评价和分析。

【技术路线】研究分为数据预处理、GIS系统开发、应用测试三个阶段。

主要技术路线为：首先收集闽江流域相关的数据，包括气象、水文、水质等数据，并进行预处理和质量控制；其次构建环境监测平台，对水环境质量进行实时监测并对数据进行收集、存储、管理、分析处理；然后基于GIS 技术，建立水污染预警模型，并实时监测潜在水污染风险，并预测水污染扩散趋势；最后设计应急决策支持系统，进行系统测试和评价。

【研究意义】本研究将构建一套基于GIS技术的水污染事故预警应急系统，提高水污染事故的处理效率和水环境质量的精细管理能力，对维护闽江流域的生态环境和保障民众健康具有重要的现实意义和应用价值。

DEMArcGIS水文分析—河网和流域提取

基于DEM的ArcGIS水文分析—河网和流域的提取一、实验背景水文分析是DEM 数据应用的一个重要方面。

而利用DEM生成的集水流域和水流网络，成为大多数地表水文分析模型的主要输入数据。

表面水文分析模型研究与地表水流有关的各种自然现象例如洪水水位及泛滥情况，划定受污染源影响的地区，预测当某一地区的地貌改变时对整个地区将造成的影响等。

二、实验目的通过本实验，使读者理解基于DEM数据进行水文分析的基本原理，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，并利用DEM数据提取出河网及流域。

三、实验数据某地区栅格数据DEM，数据来源于随书光盘（…\Chp9\Ex2）。

四、实验要求根据DEM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。

五、实验流程图六、实验内容及步骤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 水流方向的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。

对于每一格网的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。

流向的生成是个自动的过程，可能要等一段自时间，运算的时间跟电脑性能和DEM图的精度与大小有关.。

arcgis两个点之间流域提取

arcgis两个点之间流域提取摘要：1.引言2.流域提取的定义和重要性3.ArcGIS 在流域提取中的应用4.两个点之间流域提取的具体步骤5.结论正文：【引言】在地理信息系统（GIS）中，流域提取是一项重要的空间分析任务。

流域是指地表水在一个特定区域范围内，通过水流路径最终汇集到一个出水口的地域空间。

在环境科学、水资源管理和城市规划等领域，流域提取具有很高的应用价值。

本文将介绍如何使用ArcGIS 进行两个点之间流域提取的操作方法。

【流域提取的定义和重要性】流域提取是指将地理空间上的水流路径及其周边区域进行划分和提取的过程。

流域提取可以为水资源管理、水土保持、防洪减灾等提供科学依据，也可以辅助城市规划、生态环境保护等领域的空间分析工作。

【ArcGIS 在流域提取中的应用】ArcGIS 是一款功能强大的地理信息系统软件，广泛应用于各个领域的空间数据处理和分析。

在流域提取中，ArcGIS 可以完成从数据输入、数据处理到结果输出的全过程，具有操作简便、功能齐全、处理高效的特点。

【两个点之间流域提取的具体步骤】以下是使用ArcGIS 进行两个点之间流域提取的具体步骤：1.准备数据：首先需要获取包含流域内全部区域的数字高程模型（DEM）数据，以及两个点的坐标数据。

2.填充DEM：使用ArcGIS 的"Fill"工具（路径：ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Fill），填充DEM 数据，生成连续的水流路径。

3.计算流向：使用ArcGIS 的"Flow Direction"工具（路径：ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Flow Direction），根据填充后的DEM 数据计算每个像元的水流方向。

4.计算流累积：使用ArcGIS 的"Flow Accumulation"工具（路径：ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Flow Accumulation），根据流向数据计算每个像元的流累积量。

在ArcGIS中利用泰森多边形法分析流域的降雨量

在ArcGIS中利用泰森多边形法分析流域降雨量一、泰森多边形介绍：荷兰气候学家A·H·Thiessen提出了一种根据离散分布的气象站的降雨量来计算平均降雨量的方法，即将所有相邻气象站连成三角形，作这些三角形各边的垂直平分线，于是每个气象站周围的若干垂直平分线便围成一个多边形。

用这个多边形内所包含的一个唯一气象站的降雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度，并称这个多边形为泰森多边形。

特点：1、每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据；2、泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近；3、位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等。

二、在ArcGIS中利用泰森多边形法分析流域降雨量步骤（以新安江流域为例）：1、首先在ArcMap中加载新安江流域分区和雨量站点的.shp格式的数据（必须是.shp格式的）。

若雨量站点信息为.xls或.txt格式的，则应该将其加载后先转成.shp格式，再进行以下的操作。

加载数据结果如图：2、在ArcToolbox工具中选择Analysis Tools—Proximity—Create Thiessen Polygons工具，打开Create Thiessen Polygons窗口，在Input Features中输入站点数据:雨量站点，在Output Features Class中设置输出路径，在Output Fields （optional）中选择All（即输出所有属性字段）。

如图所示：然后设置其环境，即选择Create Thiessen Polygons窗口下面的Environments…按钮，进入环境设置窗口选择General Settings进行设置：主要设置包括两项，第一项对Output Coordinate System设置，选取流域面矢量数据以和其保持一致的坐标系，此处选择Same as Layer “流域分区图”；第二项对Extent进行设置，设置生成泰森多边形的四周边缘，此处选择Same as Layer 流域分区图，其余保持默认。

ARCGIS水文分析

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。

基于RS与GIS的闽江流域土地利用景观格局变化分析

ｊｎａｅｈｄｆｍ１８０３ｈｓｄｃｓｎｌｄｄｍａａｘａｅ，ｌｎｃｎＨｄｘｆｃａｄｍｎｉ，ｒｇｅｔ— ｉｇｗｔｓｅｏ９６ｔ２０．Ｔｅｅｉｉｅｉｃｕｅｅｍｔｒｌａｏｔｒｉｅ，ｒｔｉｅｓｎｆｍｎａａｒｒｏｎｎｉｒａｅｏｎａｌｏａ
（．ｕａｏｓｏａｉａａｄＴｃｎａＣｌｇ，ａｐｎ，ｕｉ５００，ｈｎ；１ＦｊｎＦｒｔＶｃｔｎｌｎｅｈｉｌｏｅｅＮｎｉＦｊｎ３３０Ｃｉａｉｅｒｙｏｃｌｇａ２Ｃｌｇｆｏｅｔ，ＦｊｎＡｆ￣ｔｒａｄＦｒｔｎｅｉ，ｕｈｕＦｊｎ３００，ｈｎ）．ｏｌｅｏＦｒｒｕｉｇｃｕｅｎｏｅｒＵｉｒｔＦｚｏ，ｕａ５０２Ｃｉａｅｓｙａｉｓｙｖｓｙｉ
利用景观格局变化进行了分析．结果表明：闽江流域整体景观斑块数目增加了１ｌ块，１平均斑块面积减小０７ｋ平均形．ｍ，状指数和分维数降低，破碎程度增加．人类活动对景观的有利与不利干扰的相互作用和影响使景观各要素发生了较复杂的
结构变化和相互转化．从多样性指数来看，观整体香农多样性指数由１３景．２降低到１０均匀度指数由０８．５，．９降低到０７，．２表明优势组分林地对景观的控制作用不断增强，景观稳定性和异质性降低．
第３７卷第５期
２０年９月０８
基于ＲＳ与ＧＩ闽江流域土地Ｓ的利用景观格局变化分析

4.ArcGIS之闽江流域分析

4.ArcGIS之闽江流域分析实习4 ⽔⽂分析—闽江流域分析⼀实习内容和意义内容：提取闽江完整的⼦流域，将⾏政区划范围图覆盖这个⼦流域上⾯，三维显⽰该流域，并且对该流域做进⼀步的分析。

意义：了解基于DEM数据的⽔⽂分析⽅法，熟练掌握空间分析与三维显⽰操作，综合利⽤各项分析⼯具解决实际问题。

⼆数据准备根据所做地区的坐标值，在国际科学数据平台下载⾼程数据srtm_60_07三涉及的基本概念重分类：基于原有数据，对原有数值重新进⾏分类整理从⽽得到⼀组新值并输出。

坡度：指过某⼀点的切平⾯与⽔平地⾯的夹⾓。

地⾯粗糙度：指特定的区域内地球表⾯积与其投影⾯积之⽐，地形起伏度：指特定的区域内，最⾼点海拔⾼度与最低点海拔⾼度的差值。

坡向变率：指在提取坡向的基础上，提取坡向的变化率，即坡向之坡度。

四具体操作步骤⽬录(⼀)前期准备 (3)数据下载 (3)ASCII转ASCII (3)ASCII转栅格 (4)(⼆)闽江流域的提取 (5)⽔流⽅向的提取 (6)洼地填充 (6)Fdem的⽔流⽅向提取 (7)计算汇流累积量 (8)⽣成流域图 (9)栅格转⽮量 (10)提取闽江流域⽮量数据 (11)利⽤流域图分别提取fdem ⽅向数据汇流累积量数据 (11)(三)河⽹提取 (13)通过栅格计算器提取河⽹ (13)河⽹分级 (14)栅格转⽮量 (15)(四)流域内地形因⼦提取 (16)计算⽔流长度 (16)Tin制作 (17)坡度分析 (18)破向分析 (19)等⾼线分析 (20)地表起伏度图 (23)地表粗糙度图 (23)⼭顶点提取 (24)提取⼭脊线⼭⾕线 (27)(五)⽮量⾏政区编辑 (29)选择数据 (29)提取数据 (30)(六)流域分析 (31)流域⾯积河流长度 (31)河⽹密度计算 (32)⾼程分析 (32)坡度分析 (34)总结 (36)(七)整饰出图 (37)⽣成⼭体阴影 (37)图幅装饰 (37)三维显⽰ (38)(⼀)前期准备数据下载根据作业要求，我选择做福建省境内的河流闽江的流域分析图。

ArcGIS实验操作(十三)---基于DEM的水文分析

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。

Arcgis流域水系提取步骤

1、下载DEM数据
网址：
2、拼接DEM图形
打开
依次选中
完成图：（保存为XXdem）
3、填洼
依次选中
完成图：（保存为XXfill）
4、流向计算依次选中
完成图：（保存为XXdir）
5、汇流累积量计算依次选中
完成图：（保存为XXacc）
6、插入控制点
Excel准备（经纬度以小数形式表示）
点击Add Data
右击
选中Display XY Data
右击
选中Data—Export Data
完成图：（保存为Export_Output）
7、设置提取精度
依次选中
完成图：（保存为XXras）
8、提取流域
依次选中
完成图：（保存为XXwat）
9、制作流域掩膜依次选中
完成图：（保存为XXmask）
10、河网矢量化依次选中
完成图：（保存为XXline）
11、添加流域边界线依次选中
完成图：（保存为XXok）
12、出图
图中只保留Export_Output、XXok和XXline
点击Layout View
点击Insert
根据需要依次插入Legend（图例）、North Arrow（指北针）、Scale Bar（比例尺）等点击File
点击Export map，输出为自己需要的文件格式。

闽江流域传统村落空间分布及其影响因素

闽江流域流经６个城市３０个县ꎬ 滋养着超过
福建省１ / ３数量的居民ꎮ 截止到２０１９年６月６日
公布的５批中国传统村落名录ꎬ 闽江流域共有
１３２个村落入选ꎬ 占福建省入选总数的２６７％ꎬ
收稿日期: ２０１９－１２－０１
的发展打下根基ꎮ
其以流域为基础划定研究范围的研究尚不多见ꎮ
１区域概况与研究方法
闽江流域是我国东南区域重要的文明发祥地ꎬ 古
时中原的汉人南迁形成了独特的既带有汉族特色
又与地域文化相融合的客家文化ꎬ 闽越人、客家
人世代依江而居ꎬ 流域的传统村落是千百年来历
史的见证者、承载者ꎬ 是重要的文化瑰宝ꎮ 本研
ａｒｅａｔｈａｎｉｎｔｈｅａｒｅａｆａｒａｗａｙｔｈｅｒｉｖｅｒｂａｎｋꎬ ｍｏｒｅｉｎｓｕｎｎｙａｒｅａｔｈａｎｉｎｔｈｅｓｈａｄｅａｒｅａꎬ ａｎｄｍｏｒｅｏｎｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ
ａｒｅａｔｈａｎｉｎｔｈｅｐｌａｉｎꎻ ａｎｄ３) Ｎａｔｕｒａｌｆａｃｔｏｒｓａｎｄｓｏｃｉａｌｆａｃｔｏｒｓａｒｅｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｓｐａｔｉａｌ
摘要: 文章以闽江流域的３３０个传统村落为研究对象ꎬ 运用空间分析法ꎬ 探究闽江流域传统村落的空间分
布特征ꎮ 结果表明: １) 闽江流域内传统村落以河流为走向呈均匀分布状态ꎬ 在闽江中下游形成了３个高密
度核心区ꎮ ２) 流域村落总体呈下游多、上游少ꎬ 临江多、远江少ꎬ 向阳多、背阳少ꎬ 山地多、平原少的空
∗基金项目: 福建省中青年教师教育科研项目(ＪＡＳ１８０１１７ꎬＪＴ１８０１０８)ꎻ福建农林大学园林学院学科交叉融合引导项目(ＹＳＹＬ－ｘｋｊｃ－３)

基于 GIS 的福建闽江上游山洪灾害风险区划

基于 GIS 的福建闽江上游山洪灾害风险区划岳琦;张林波;刘成程;张海博【摘要】风险区划是山洪灾害防治工作中的重要环节，在理解山洪灾害地域分异规律的基础上进行区划，可为科学地分析山洪灾害致灾因子，为恰当地采取防治措施提供依据。

以多年降水均值、土壤类型、坡度、高程、最长汇流路径长度、最长汇流路径比降、糙率、稳定下渗率、人口密度、地均GDP、土地利用状况和植被覆盖度12项因子，通过层次分析法与德尔菲法结合确定权重，进行空间叠加分析，完成闽江上游山洪灾害危险评价图、易损性图和山洪灾害风险区划图。

并与1985—2013年近30年的灾害数据进行集成分析，比较山洪灾害风险区划与灾害发生情况，以期为不同风险地带的土地利用规划提供决策，为山洪易灾区居民提供风险信息。

%For the prevention and treatment of flash flood disasters , the zoning of risk based on the master of their regional differentiation laws is an important link to scientifically analyze the disaster factors of the flood disasters and take appropriate preventive measures .Using 12 factors including multi-year averaged rainfall , soil type , slope , elevation, lengthof the longest convergence route , gradient of the longest convergence route , roughness , steady infiltration rate, population density, per unit area GDP, land use and vegetation coverage, and with a combination of AHP and Delphi methods adopted to determine the weights , the spatial overlay analysis was performed to complete flash flood hazard assessment map , vulnerability map and flood disaster risk zoning map at upper reaches of the Minjiang River .The maps were integrated with the disaster data in 1985-2013 to analyze and compare the flood disaster risk zoningand the actual disaster occurrence situations , so as to provide decision-making support for land use planning of different risk zones as well as the risk information to habitants in the disaster vulnerable zones .【期刊名称】《环境工程技术学报》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】6页(P293-298)【关键词】山洪;风险区划;地理信息系统;灾害【作者】岳琦;张林波;刘成程;张海博【作者单位】国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室，北京 100012;环境基准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院，北京 100012;国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室，北京 100012; 环境基准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院，北京 100012;国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室，北京100012; 环境基准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院，北京 100012;国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室，北京 100012; 环境基准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院，北京 100012【正文语种】中文【中图分类】X321岳琦，张林波，刘成程，等.基于GIS的福建闽江上游山洪灾害风险区划[J].环境工程技术学报,2015,5(4):293-298.YUE Q, ZHANG L B, LIU C C, et al.GIS-based risk zoning of flood disasters inupstream of the Minjiang River [J].Journal of Environmental Engineering Technology,2015,5(4):293-298.*责任作者：张林波(1969—)，男，研究员，博士，长期从事区域生态质量评估技术方法、生态城市规划理论与技术方法、流域和资源开发生态补偿评估技术等领域的研究，*****************.cn山洪是山区小流域由降水引起的突发性、暴涨暴落的地表径流[1]。

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实习4 水文分析—闽江流域分析一实习内容和意义内容：提取闽江完整的子流域，将行政区划范围图覆盖这个子流域上面，三维显示该流域，并且对该流域做进一步的分析。

意义：了解基于DEM数据的水文分析方法，熟练掌握空间分析与三维显示操作，综合利用各项分析工具解决实际问题。

二数据准备根据所做地区的坐标值，在国际科学数据平台下载高程数据srtm_60_07三涉及的基本概念✧重分类：基于原有数据，对原有数值重新进行分类整理从而得到一组新值并输出。

✧坡度：指过某一点的切平面与水平地面的夹角。

✧地面粗糙度：指特定的区域内地球表面积与其投影面积之比，✧地形起伏度：指特定的区域内，最高点海拔高度与最低点海拔高度的差值。

✧坡向变率：指在提取坡向的基础上，提取坡向的变化率，即坡向之坡度。

四具体操作步骤目录(一)前期准备 (3)数据下载 (3)ASCII转ASCII (3)ASCII转栅格 (4)(二)闽江流域的提取 (5)水流方向的提取 (6)洼地填充 (6)Fdem的水流方向提取 (7)计算汇流累积量 (8)生成流域图 (9)栅格转矢量 (10)提取闽江流域矢量数据 (11)利用流域图分别提取fdem 方向数据汇流累积量数据 (11)(三)河网提取 (13)通过栅格计算器提取河网 (13)河网分级 (14)栅格转矢量 (15)(四)流域内地形因子提取 (16)计算水流长度 (16)Tin制作 (17)坡度分析 (18)破向分析 (19)等高线分析 (20)地表起伏度图 (23)地表粗糙度图 (23)山顶点提取 (24)提取山脊线山谷线 (27)(五)矢量行政区编辑 (29)选择数据 (29)提取数据 (30)(六)流域分析 (31)流域面积河流长度 (31)河网密度计算 (32)高程分析 (32)坡度分析 (34)总结 (36)(七)整饰出图 (37)生成山体阴影 (37)图幅装饰 (37)三维显示 (38)(一)前期准备数据下载根据作业要求，我选择做福建省境内的河流闽江的流域分析图。

根据要做的河流所在经纬度，在国际科学数据平台下载ARS数据。

通过查询，流域范围大约处于经度116°~120°，纬度25°~29°之间，由于在国际科学数据平台的数据经纬方向跨度都为5°，闽江区域正好在srtm-60-07之间，所以只下载srtm_60_07就包含了所有的区域。

ASCII转ASCII把下载下来的数据解压到E盘下的闽江文件夹内，把解压好的数据添加到global mapper 视图中，由于数据已包含投影，所以再次不需要定义投影。

点击tool工具下的Configuration，打开属性对话框，吧投影设置为西安80-高斯克吕格20带，参数如图所示，点击OK，得到转换后的数据，如图所示：投影参数设置转换后的数据点击file，选择导出栅格高程数据，选择ASCII类型，导出时把栅格大小都设置为90*90，参数设置如图，点击OK。

导出时参数ASCII转栅格打开ArcGIS，点击Arctoolbox|转换工具|to栅格|ASCII转栅格，打开对话框，设置参数如图，将ASCII数据转换为栅格数据，结果如图所示：转栅格对话框栅格数据在Arccataog中选中数据右键属性，并且把转换后的栅格数据坐标系为西安80下的高斯克吕格20带。

(二)闽江流域的提取打开ArcGIS，导入DEM数据，激活3D analyst与SptialAnalyst 模块、设置工作空间、栅格大小、处理范围等环境。

打开自定义工具条下的自定义模块，点击从文件添加，把hydrology工具条添加上。

如图所示：自定义工具条hydrology工具条水流方向的提取点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|流向，添加dem，点击确定。

生成流向图，如图所示：流向图流向图数据的栅格值并非2的n次方，所以断定此dem有洼地，所得流向图不准确。

需要进行洼地填充。

洼地填充点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|填洼，选择dem数据，设置输出名字为Fdem，点确定。

生成无洼地的dem数据，如图所示：填洼对话框填洼后的DEMFdem的水流方向提取点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|流向，添加Fdem，设置参数如图，点击确定。

生成流向图，如图所示：流向对话框流向图计算汇流累积量点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|流量，设置参数如图，点击确定，生成汇流累积量图，如图所示：流量对话框流量图生成流域图点击hydrology工具条下的watershed，设置参数如图，点击确定。

在确定域值之前，查看河流的累积量，根据经验与不同域值成图效果的对比，最后确定域值为4000000。

最后生成闽江流域图，如图所示：分水岭对话框流域图栅格转矢量将流域图转换成矢量图，打开点击Arctoolbox|转换工具|由栅格转出|栅格转面，设置参数如图，点击确定。

生成矢量流域图，如图所示：栅格转面矢量流域图提取闽江流域矢量数据将此图层设置为可编辑，把不是闽江流域的数据删除掉，最后只剩下闽江流域的矢量图，保存设置，结果如图所示：闽江流域图利用流域图分别提取fdem 方向数据汇流累积量数据点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|提取分析|用掩膜提取，设置参数，输出名称分别为fdem0 、flowdir0 、flowacc0，如图所示：提取后的闽江dem提取后的闽江流向图提取后的闽江汇流累积量图(三)河网提取通过栅格计算器提取河网点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|地图代数|栅格计算器，设置Flowacc0>10000，结果名设置为河网。

域值根据经验与当地气候等方面的考虑，经过各个域值所提取河网对比，最终确定为域值为10000。

如图所示，点击确定，所得结果如图：栅格计算器对话框提取后的河网数据河网分级点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|河网分级，设置参数如图，采用第二种分类方法，点击确定。

所得结果如图所示：河网分级对话框分级后的河流栅格转矢量点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|栅格河网矢量化，设置参数如图，点击确定。

得到分级后的栅格河网数据。

栅格河网矢量化对话框右击得到的矢量化的河网数据，打开图层属性的符号系统，按数量给河网分为5级，并分别对着五级设置不同的符号系统，得到最终结果。

如图所示：设置符号分级后的河网(四)流域内地形因子提取计算水流长度点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|水流长度，设置参数如图，点击确定。

栅格转面对话框点击Arctoolbox|分析工具|叠加分析|标识，打开对话框，设置参数如图，点击确定，得到识别后的等高线数据。

重分类对话框点击Arctoolbox|转换工具|由栅格转出|栅格转点，打开对话框，设置参数如图，点击确定，得到矢量山顶点数据。

经过简单符号化设置，结果如图所示：转化对话框矢量山顶点数据根据等高线与山顶点数据的叠加显示图，人工删掉那些不是山顶点的点，最终得到山顶点数据。

提取山脊线山谷线提取坡向数据的坡度数据，记为SOA1。

求取原始dem数据层的最大高程，记为H，，使用栅格计算器，公式为（H-DEM），得到与原来地形相反的数据层，即反地形DEM数据。

基于饭地形数据求取坡向值。

求取反地形的坡向变率，记为SOA2打开栅格计算器，参数设置如图所示，公式为（（SOA1+SOA2）-Abs(SOA1-SOA2)）/2，求出DEM的坡向变率数据SOA。

结果如图所示：栅格计算器对话框坡向变率点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|领域分析|焦点统计，设置统计类型为平均值，邻域的类型为矩形，邻域的大小为11*11，则可得到一格邻域为11*11的矩形平均数据层，记为B。

使用空间分析中的栅格计算器，公式为DEM-B，即可求出正负地形分布区域，记为C。

使用空间分析中的栅格计算器，参数设置如图所示，公式为C>0 and SOA>70，求取山脊线，结果如图所示：参数设置使用空间分析中的栅格计算器，参数设置如图所示，公式为C<0 and SOA>70，求取山谷线，结果如图所示：参数设置根据所得出的结果显示，山谷线、山脊线错综复杂，呈点状分布较多，可以分析出流域内多山丘，并没有连续的山脉，所以求出山谷线、山脊线不具有代表性，不能显示出次流域内的地形特征。