基于DEM的鄱阳湖流域提取及分析

学校代码：10410

序号：

本科毕业设计

题目：基于DEM的鄱阳湖流域提取与分析

学院：国土资源与环境学院

姓名：吴燕锋赵京华

学号：20103742 2010

专业：地理信息系统

年级：2010级

指导教师：黄宏胜副教授

二0一四年五月

摘要：小流域是水文分析的基本单位，小流域划分对于水文研究具有重要的实践意义。本设计以江西省30m分辨率DEM数据为基础，首先应用ArcGIS的水文分析模块进行江西省内三级河流网络的提取；然后对三级流域范围进行分析；最后以江西省三级以上河网基础数据进行河网提取误差分析，分析结果表明：通过DEM提取的河网与实际河流水系特征基本一致，研究结果可应用于水文分析。

关键词：水文分析；江西省；DEM；ArcGIS

The Extraction and Analysis of Sub-Watershed in Jiangxi Province

Based on DEM

Abstract:Sub-watershed is the basic unit of the hydrological analysis, and watershed partitioning has important practical significance in hydrology research. Based on the DEM data of 30 meters resolution in Jiangxi province, the design steps are as follows: first, three level river network in Jiangxi province has been extracted by the hydrological analysis module of ArcGIS, Secondly, the range of each sub-watershed was analyzed, Finally, analyze network extraction error based on three level above river network basic data of Jiangxi Province. The results show that the river networks extracted from DEM were consistent with the real river network. So, the results can be applied to hydrologic analysis.

Key words: Hydrologic Analysis; Jiangxi Province; DEM; ArcGIS

目录

1引言 (1)

1.1 研究区域概况 (1)

1.2 数据来源 (1)

1.3 数据处理工具与软件 (1)

2设计过程 (2)

2.1 DEM数据预处理 (2)

2.1.1 洼地填充 (3)

2.1.2 水流方向的确定 (4)

2.1.3 汇流累积量计算 (5)

2.1.4 河流长度计算 (6)

2.2 河网提取 (7)

2.2.1 Stream link 数据的生成 (9)

2.3 流域提取﹑河网分级及赣江中游水系提取精度分析 (10)

3结论与讨论 (15)

参考文献 (17)

1 引言

1.1 研究区域概况

江西省位于我国东海近南内陆，居我国第一大河流长江中下游南岸，全省国土面积为16.96×104km2，是长江流域的重要省份之一。全省多年平均降水量1638mm，水资源比较丰富，多年平均水资源量1565×108m3。境内河流、湖泊众多，10km2以上河流有3771条，2km2以上湖泊有77个(含面积不足2km2的景观湖泊2个)。鄱阳湖是我国第一大淡水湖，纳赣、抚、信、饶、修五大河及博阳河、西河等来水调蓄后经潮口水道注入长江。鄱阳湖流域面积16.22×104km2，占全省国土面积的94.0%。

1.2 数据来源

本设计用需要用到三种数据，江西省DEM数据，江西省河流数据（包含一级和二级流域）和江西省行政图。

数据来源：研究数据是由“国际科学数据服务平台”发布的江西省30m 分辨率DEM数据，实际河流数据为“测绘科学数据共享服务网”发布的“中国1:500万数字地理地图水系数据集”。

1.3 数据处理工具与软件

本设计用到的软件是ArcGIS9.3，使用的扩展模块为空间分析模块、水文分析模块。

2 设计过程

图1 设计流程图

2.1 DEM数据预处理

数字高程模型(Digital Elevation Model)，简称DEM。它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。

DEM描述的是地面高程信息，它在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、通讯、气象、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。如在工程建设上，可用于如土方量计算、通视分析等；在防洪减灾方面，DEM是进行水文分析如汇水区分析、水系网络分析、降雨分析、蓄洪计算、淹没分析等的基础；在无线通讯上，可用于蜂窝电话的基站分析等等。全省原始DEM数据如下图所示：

图2 全省原始DEM图

2.1.1 洼地填充

DEM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。那么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在该区域的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。洼地是指近似封闭的比周围地面低洼的地形。

结合江西省实际地形情况，鄱阳湖是全省最大的洼地，水流最终流入长

江，它是水流方向的真实反映，其他地区不存在比较大的洼地，所以在进