ArcGIS水文分析：基于DEM的河网与流域提取

"这篇资源主要介绍了如何在ArcGIS中基于数字高程模型(DEM)进行水文分析，涉及河网和流域的提取，包括水流方向、汇流累积量、水流长度、河流网络分级以及流域分割等关键步骤。" 在地理信息系统(GIS)中，基于DEM的水文分析是研究地表水文现象的重要手段。数字高程模型DEM是描述地形特征的基础数据，用于模拟地表水流动态。水文分析主要应用包括但不限于洪水预测、污染扩散分析和地貌变化影响评估。 实验目标在于让读者理解DEM数据在水文分析中的基本原理，掌握ArcGIS软件中的水文分析工具，如洼地填充、水流方向计算、汇流累积量分析等操作。 洼地填充是水文分析的初步步骤，因为原始DEM可能存在误差或特殊地形导致的凹陷区域，这会影响水流方向的正确计算。在ArcGIS中，可以通过Flow Direction工具找到洼地并进行填充，确保水流方向的准确性。 接着是水流方向的提取，这是水文分析的核心。在ArcGIS中，通常采用D8算法，即判断每个网格单元水流向其相邻8个单元中的最大下降方向。生成的水流方向图能指示地表水流的路径。 此外，洼地计算用于识别和处理可能导致水流计算错误的区域。如果计算出的水流方向图中出现最大数值为128，说明不存在需要填充的洼地，否则就需要进行洼地填充。 实验内容还包括计算汇流累积量(Flow Accumulation)，这有助于识别河流系统和流域边界。通过累加经过每个网格的水流量，可以确定河流的主干及其分支。 接着是水流长度的计算，它提供了河流从源头到出口的总距离，有助于理解河流系统的规模和形态。 最后是河流网络的分级和流域分割，这有助于分析不同级别的河流及其对应的流域特征。在ArcGIS中，可以使用工具对河流进行分级，划分出各级支流，并根据水流方向进行流域分割，生成流域地图。 这个实验涵盖了水文学的基本概念和技术，通过ArcGIS实现对地表水文特征的详细分析，为环境科学、水资源管理和灾害预警等领域提供了有力的数据支持。