空间分析实验Word文档下载推荐.docx

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山体阴影,设置输出文件名为Hillshade,其她参数取默认值,提取该地区光照晕渲图,作为等高线三维背景。

pN6EMk5。

5、点击SpaticalAnalyst->

地图代数->

栅格计算器,输入计算公式:

DEM>

=0,输出栅格为back,单击ok。

提取有效数据区域,作为等高线三维背景掩膜。

dNxKtEc。

双击back数据层,在弹出得属性对话框得“显示”属性页设置透明度为60％,在“符号化”属性框中设置其显示颜色为Gray50％,单击okuS0akWg。

6、按contour_dem75、contour_dem15、back、Hillsha_dem次序放置数据层,生成三维立体等高线图,如下:

USLdMDm。

7、点击SpaticalAnalyst->

邻域分析->

焦点统计,设置参数如下,单击ok,提取11×

11分析窗口最大值。

PEo3D6z。

8、点击SpaticalAnalyst->

"

maxpoint"

-"

dem"

==0,输出栅格为“SD”,提取山顶点区域。

QPDI7yk。

9、点击SpaticalAnalyst->

重分类->

重分类,对SD数据进行重分类,设置如下,提取值为1得数据,其她值设为NoData,输出栅格为SD1;

wM0QD2L。

10、选择SD1数据层,点击转换工具－>

由栅格转出－>

栅格转点,参数设置如下,则可输出矢量山顶点数据PickPeaker。

sSNZ6ek。

符号化显示如下:

三角形就就是提取得山体顶点

实验二、水系提取

从DEM中自动提取自然水系得算法过程:

依据水总就是沿斜坡最陡方向流动得原理,确定DEM中每一个高程数据点得水流方向;

然后根据高程数据点得水流方向数据来计算每一个高程数据点得上游给水区,再根据上游给水区高程数据,用阈值法确定属于水系得高程数据点;

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。

（实验数据:

\2012_work\国家海洋监测中心\国家海洋监测中心培训\空间分析\水文分析”）s64hSBt。

1、无洼地DEM生成

DEM就是比较光滑得地形表面模型,但由于DEM误差以及一些真实地形或特殊地形得影响,使得DEM表面存在一些凹陷得区域。

在进行水流方向计算时,由于这些区域得存在,往往得到不合理得甚至错误得水流方向。

因此,在进行水流方向得计算之前,应该首先对原始DEM数据进行洼地填充,得到无洼地得DEM。

洼地填充得基本过程就是先利用水流方向数据计算出DEM数据中得洼地区域,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。

PhbRtqY。

1、1水流方向提取

水流得流向就是通过计算中心格网与邻域格网得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得指向。

在ARCGIS中,通过对中心栅格得1、2、4、8、16、32、64、128等8个邻域栅格编码,中心栅格得水流方向便可有其中得某一值来确定。

例如,若中心栅格得水流流向左边,则水流方向赋值16。

启动ArcToolbox,应用水文分析模块（Hydrology）下得流向确定（FlowDirection）命令,生成8方向水流流向图:

nhP8v7T。

水流方向图

1、2洼地计算

洼地区域就是水流方向不合理得地方,可以通过水流方向来判断哪些地方就是洼地,并进行填充。

但就是,并非所有得洼地区域都就是由于数据得误差造成得,有很多洼地就是地表形态得真实反映。

因此在进行洼地填充之前,必须计算洼地深度,判断哪些地区就是由于数据误差造成得,而哪些地区又就是真实得地表形态。

然后,在洼地填充时,设置合理得填充阈值。

基本过程先分别双击水文工具集中得汇（Sink）、分水岭（Watershed）工具计算出洼地区域图、洼地贡献区域图,打开SpatialAnalyst工具箱中得“区域分析”工具集,分别利用“分区统计”、“区域填充”工具计算每个洼地所形成得贡献区域得最低高程,及计算每个洼地贡献区域出口得最低高程,然后在栅格计算器中输入公式zonalmax-zonalmin,输出栅格sinkdep,计算出洼地深度图。

frIWBkI。

（1）洼地提取

根据“汇”工具把水流方向图洼地区域,输出汇栅格为Sink。

洼地区域图

（2）洼地深度计算

A、计算洼地得贡献区域（通过分水岭生成洼地贡献区域图）

洼地共享区域图

B、计算每个洼地所形成得贡献区域得最低高程（Zonalmin）

每个洼地所形成得贡献区域得最低高程图

C、计算每个洼地贡献区域出水口得最低高程即洼地水口高程（Zonalmax）

每个洼地贡献区域出口得最低高程图

D、计算洼地深度,进行地图栅格计算,公式为Zonalmax-Zonalmin,输出栅格为sinkdep。

lPH6zUg。

洼地深度图

1、3洼地填充

经过洼地提取后,可以确定原始DEM上就是否存在洼地,若有洼地,须进行填充。

而洼地深度得计算为填充阈值得设置提供了依据,系统默认条件下就是不设阈值,即所有得洼地区域都将被填平。

参考洼地深度图,结合小流域得实际地形,不断调试将阈值设为2500。

Kh3SGpz。

方法就是双击水文分析工具集中得填洼（FILL）工具,选择需要进行洼地填充得原始DEM数据,经过洼地填充生成得无洼地DEM。

UqMuPTO。

经洼地填充生成得无洼地DEM

2、汇流累积量计算

在地表径流模拟过程中,汇流累积量就是基于水流方向数据计算得到得。

首先基于无洼地DEM生成水流方向图,利用该数据,双击水文分析工具集中得流量（FillAccumulation）工具计算出汇流累积量数据。

Ab9NsB6。

（1）基于无洼地DEM生成水流方向图

无洼地DEM水流方向图

（2）基于无洼地DEM计算汇流累积量数据

汇流累积量图

3、水流长度计算

水流长度指地面上一点沿水流方向到流向起点（或终点）间得最大地面距离在水平面上得投影长度。

它分为顺流计算及溯流计算两种,可通过双击水文分析工具集中得水流长度（FlowLength）工具实现,其中计算方向分别选择顺流计算Downstream或溯流计算Upstream。

水流长度得提取与分析在水文学或水土保持工作中均具有很重要意义,因为水流长度直接影响地面径流得速度,进而影响地面土壤得侵蚀力。

vp4SOai。

（1）顺流计算得水流长度,点击空间分析->

水文分析->

水流长度,选择顺流方向（DOWNSTREAM）

顺流计算出得水流长度图

（2）溯流计算得水流长度,同上方法选择逆流方向（UPSTREAM）

溯流计算出得水流长度图

4、河网得提取

目前河网提取方法主要采用地表径流漫流模型。

假设每一个栅格携带一份水流,那么栅格得汇流累积量就代表该栅格得水流量。

因而,当汇流量达到一定值时,就会产生地表水流,所有汇流量大于临界值得栅格就就是潜在得水流路径,由这些水流路径构成得网络,就就是河网。

bSD8Ngc。

4、1、河网得生成

河网得生成基于汇流累积量数据,利用空间分析->

栅格计算器中得Con命令进行有条件地查询可以得到,分别将阈值设为100及1000。

fXeRyph。

（1）生成阈值为100得河网

生成得streamnet100如下图

栅格河网（阈值为100）

以上操作也可以利用栅格计算器得运算,以阈值设为1000为例:

栅格河网（阈值为1000）

（2）栅格河网矢量化

通过栅格河网矢量化

矢量河网

4、2、StreamLink得生成

StreamLink记录河网中结点之间得连接信息,它主要就是记录河网得结构信息,其中每一条弧段连接着两个作为出水点或汇合点得结点。

StreamLink得生成可以通过双击水文分析工具集中得河流链接（StreamLink）工具实现,其属性表中记录着每个片段所包含得栅格个数信息。

q38IArK。

StreamLink示意图及属性表

4、3河网分级

不同级别得河网所代表得汇流累积量不同,级别越高,汇流累积量越大,一般就是主流,而级别较低得河网一般则就是支流。

点击水文分析工具集得StreamOrder工具,可提供两种常用得河网分级方法:

Strahler分级与Shreve分级。

GxVtno4。

（1）河网Strahler分级

河网Strahler分级结果图

（2）河网Shreve分级

河网Shreve分级结果图

5、流域得分割

流域（watershed）又称集水区域,就是指流经其中得水流与其她物质从一个公共得出水口排出从而形成得一个集中得排水区域。

流域可以通过流域盆地（basin）、集水盆地（catchment）来描述。

qN88gqn。

5、1、流域盆地得确定

流域盆地就是由分水岭分割而成得汇水区域,可利用水流方向确定出所相互连接并处于同一流域盆地得栅格区域。

点击水文分析工具集中得盆域分析工具可以计算出流域盆地图。

fDGvskL。

流域盆地图

5、2、集水流域得生成

除用流域盆地来描述外,在水文分析中,经常基于更小得流域单元进行分析,首先通过水文分析工具集中得捕捉倾泻点（SnapPourPoint）工具寻找小级别流域得出水口位置,然后结合水流方向,点击水文分析工具集中得分水岭（Watershed）工具,分析搜索出该出水点上游所有流过该出水口得栅格,直至生成集水流域为止,对计算结果重新分级后可以更方便寻找感兴趣得流域研究区。

7VIBNcE。

集水区域得计算结果

6、结果分析

目前,利用DEM数据,在GIS平台支持下可以快速准确地获取流域得河网结构,并可以根据汇流累积单元数得阈值来生成不同密度得河网。

但对于阈值得选取尚须进一步探究。

m827zp2。

例如:

阈值为100得矢量河网图与阈值为1000得矢量河网图对比

流量为100得矢量河网图流量为1000得矢量河网图