ArcGIS中的DEM地形分析：计算与水文应用

"ArcGIS下的计算-数字高程模型(新版)" 在GIS领域，数字高程模型（Digital Elevation Model, 简称DEM）是用于表示地形特征的重要工具。ArcGIS作为一款强大的地理信息系统软件，提供了丰富的功能来处理和分析DEM数据。本资源主要涉及利用ArcGIS进行基于DEM的地形分析，包括基本地形因子计算、水文分析、地形特征提取以及可视性分析。 1. **DEM基本地形因子计算**： - **高度（altitude）**：DEM的核心是高程值，它代表地表的海拔高度。 - **坡向（aspect）**：表示坡面的方位，有助于理解光照、风向对地表的影响。 - **坡度（slope）**：衡量地表倾斜程度，与流速、植被覆盖、土壤侵蚀等因素密切相关。 - **上坡高度（upslope height）** 和 **上坡坡度（upslope slope）**：描述上方区域的平均高度和坡度，对水文分析至关重要。 - **扩散坡度（dispersion slope）** 和 **流域坡度（catchment slope）**：反映水流扩散和集水区的整体坡度。 - **粗糙度（roughness）**：通常通过计算地表不平整度来评估，影响地表水流和能量传递。 2. **地形水文分析**： - **流域分析**：利用DEM数据确定流域边界，计算流域面积、流域坡度等参数，用于洪水预测、水资源管理。 - **径流速率** 和 **径流总量（runoff volume）**：评估降雨转化为径流的速度和总量，对水文循环研究有重要意义。 - **稳定态径流率（steady-state runoff rate）**：考虑长期平均情况下的径流过程。 - **聚集时间（time of concentration）**：指雨水从流域各部位汇集到出口所需的时间，对洪水预警具有参考价值。 3. **地形特征提取**： - **地表特征**：通过DEM可以识别山谷、山脊、洼地等地形特征，用于地质调查和规划。 - **可视性分析**：分析视线受阻情况，常用于无线通信网络规划、景观设计等。 4. **土壤流失计算**： - **土壤流失速率（Soil drainage rate）** 和 **侵蚀速率（erosion rate）**：评估地表侵蚀程度，对土地管理和环境保护有直接指导作用。 - **产沙量（sediment yield）**：估算河流携带的沉积物量，关联河流健康状况。 通过ArcGIS的这些计算和分析，我们可以获取地表形态、水文特性、环境影响等多种信息，支持地理决策、城市规划、灾害风险评估等多个领域的应用。在实际操作中，用户可以根据需求选择相应的工具和算法，对DEM数据进行深度挖掘，以获得更准确、更全面的地理信息。