ArcGIS水系提取教程：基于DEM的河网分析与 ArcHydro 数据模型

"这篇教程主要介绍了基于DEM（数字高程模型）提取河网的原理，以及在ArcGIS软件中进行水文分析的过程。ArcHydro数据模型作为一个重要的水文地理数据模型，也在其中扮演了关键角色。" 在水文分析中，基于DEM提取河网的原理主要包括以下步骤： 1. 计算流向：通过对DEM中的每个单元进行分析，确定水流的走向，即水流离开网格的方向。这一步骤是建立水系网络的基础。 2. 汇流累积矩阵：根据流向信息，计算每个单元的汇流累积量，即从上游到该点汇集的水量。这个矩阵反映了地形对水流的影响。 3. 设置阈值：选择一个合适的阈值，将汇流累积量超过该值的点连接起来，形成河网。这个阈值的选择直接影响到提取的河网精度。 4. 处理洼地和平地问题：由于DEM可能存在洼地和平地，这些问题可能导致河网提取不连续或出现平行河网。为此，通常会进行填洼处理来消除洼地的影响，以及抬升平地以减少不合理的平行河网。 ArcGIS中的ArcHydro数据模型是一个集成的水文地理数据模型，它结合了GIS技术与水文学的专业知识。模型由五大关键对象构成： - Drainage（汇流）：表示河谷线、分水线和汇流区等地形地貌的水文特征。 - Hydrography（水文地形）：提供地表水系及相关设施的底图信息。 - Network（水文网络）：描述河流的整体结构和地表水流动的连通性。 - Channel（河道）：专注于河流的具体特征，如河道的形状和属性。 - TimeSeries（时间序列）：用于记录和分析水资源随时间变化的数据。 水文分析的过程包括但不限于以下几个环节： - 无洼地DEM生成：对原始DEM进行处理，填补洼地以消除影响。 - 汇流累积量：计算每个像素的汇流面积，这是河网提取的关键参数。 - 水流长度：确定水流从源头到出口的路径长度，有助于理解水流动态。 - 河网的提取：根据汇流累积量和流向信息，构建河流网络。 - 流域的分割：将整个流域划分成多个子流域，便于深入分析。 通过这些步骤，可以利用ArcGIS等GIS软件，基于DEM数据进行详细的水文分析，模拟和研究地表水流，例如洪水预测、水文建模等。这些信息对于水资源管理、环境保护和灾害预警等方面具有重要意义。