4ArcGIS之闽江流域分析.pdf

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1实习实习4水文水文分析分析闽江流域闽江流域分析分析一一实习内容和意义实习内容和意义内容：

提取闽江完整的子流域，将行政区划范围图覆盖这个子流域上面，三维显示该流域，并且对该流域做进一步的分析。

意义：

了解基于DEM数据的水文分析方法，熟练掌握空间分析与三维显示操作，综合利用各项分析工具解决实际问题。

二二数据准备数据准备根据所做地区的坐标值，在国际科学数据平台下载高程数据srtm_60_07三三涉及的基本概念涉及的基本概念重分类：

基于原有数据，对原有数值重新进行分类整理从而得到一组新值并输出。

坡度：

指过某一点的切平面与水平地面的夹角。

地面粗糙度：

指特定的区域内地球表面积与其投影面积之比，地形起伏度：

指特定的区域内，最高点海拔高度与最低点海拔高度的差值。

坡向变率：

指在提取坡向的基础上，提取坡向的变化率，即坡向之坡度。

四四具体操作步骤具体操作步骤目录目录

（一）前期准备.3数据下载.3ASCII转ASCII.3ASCII转栅格.4

（二）闽江流域的提取.5水流方向的提取.6洼地填充.6Fdem的水流方向提取.7计算汇流累积量.8生成流域图.9栅格转矢量.10提取闽江流域矢量数据.112利用流域图分别提取fdem方向数据汇流累积量数据.11（三）河网提取.13通过栅格计算器提取河网.13河网分级.14栅格转矢量.15（四）流域内地形因子提取.16计算水流长度.16Tin制作.17坡度分析.18破向分析.19等高线分析.20地表起伏度图.23地表粗糙度图.23山顶点提取.24提取山脊线山谷线.27（五）矢量行政区编辑.29选择数据.29提取数据.30（六）流域分析.31流域面积河流长度.31河网密度计算.32高程分析.32坡度分析.34总结.36（七）整饰出图.37生成山体阴影.37图幅装饰.37三维显示.383（一一）前期准备前期准备数据下载数据下载根据作业要求，我选择做福建省境内的河流闽江的流域分析图。

根据要做的河流所在经纬度，在国际科学数据平台下载ARS数据。

通过查询，流域范围大约处于经度116120，纬度2529之间，由于在国际科学数据平台的数据经纬方向跨度都为5，闽江区域正好在srtm-60-07之间，所以只下载srtm_60_07就包含了所有的区域。

ASCII转转ASCII把下载下来的数据解压到E盘下的闽江文件夹内，把解压好的数据添加到globalmapper视图中，由于数据已包含投影，所以再次不需要定义投影。

点击tool工具下的Configuration，打开属性对话框，吧投影设置为西安80-高斯克吕格20带，参数如图所示，点击OK，得到转换后的数据，如图所示：

投影参数设置4转换后的数据点击file，选择导出栅格高程数据，选择ASCII类型，导出时把栅格大小都设置为90*90，参数设置如图，点击OK。

导出时参数ASCII转栅格转栅格打开ArcGIS，点击Arctoolbox|转换工具|to栅格|ASCII转栅格，打开对话框，设置参数如图，将ASCII数据转换为栅格数据，结果如图所示：

5转栅格对话框栅格数据在Arccataog中选中数据右键属性，并且把转换后的栅格数据坐标系为西安80下的高斯克吕格20带。

（二二）闽江流域的提取闽江流域的提取打开ArcGIS，导入DEM数据，激活3Danalyst与SptialAnalyst模块、设置工作空间、栅格大小、处理范围等环境。

打开自定义工具条下的自定义模块，点击从文件添加，把hydrology工具条添加上。

如图所示：

6自定义工具条hydrology工具条水流方向的提取水流方向的提取点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|流向，添加dem，点击确定。

生成流向图，如图所示：

流向图流向图数据的栅格值并非2的n次方，所以断定此dem有洼地，所得流向图不准确。

需要进行洼地填充。

洼地填充洼地填充7点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|填洼，选择dem数据，设置输出名字为Fdem，点确定。

生成无洼地的dem数据，如图所示：

填洼对话框填洼后的DEMFdem的水流方向提取的水流方向提取点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|流向，添加Fdem，设置参数如图，点击确定。

生成流向图，如图所示：

8流向对话框流向图计算汇流累积量计算汇流累积量点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|流量，设置参数如图，点击确定，生成汇流累积量图，如图所示：

9流量对话框流量图生成流域图生成流域图点击hydrology工具条下的watershed，设置参数如图，点击确定。

在确定域值之前，查看河流的累积量，根据经验与不同域值成图效果的对比，最后确定域值为4000000。

最后生成闽江流域图，如图所示：

分水岭对话框10流域图栅格转矢量栅格转矢量将流域图转换成矢量图，打开点击Arctoolbox|转换工具|由栅格转出|栅格转面，设置参数如图，点击确定。

生成矢量流域图，如图所示：

栅格转面11矢量流域图提取提取闽江流域矢量数据闽江流域矢量数据将此图层设置为可编辑，把不是闽江流域的数据删除掉，最后只剩下闽江流域的矢量图，保存设置，结果如图所示：

闽江流域图利用流域图利用流域图分别提取分别提取fdem方向数据方向数据汇流累积量数据汇流累积量数据点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|提取分析|用掩膜提取，设置参数，输出名称分别为fdem0、flowdir0、flowacc0，如图所示：

12提取后的闽江dem提取后的闽江流向图13提取后的闽江汇流累积量图（三三）河网提取河网提取通过栅格计算器提取河网通过栅格计算器提取河网点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|地图代数|栅格计算器，设置Flowacc010000，结果名设置为河网。

域值根据经验与当地气候等方面的考虑，经过各个域值所提取河网对比，最终确定为域值为10000。

如图所示，点击确定，所得结果如图：

栅格计算器对话框14提取后的河网数据河网分级河网分级点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|河网分级，设置参数如图，采用第二种分类方法，点击确定。

所得结果如图所示：

河网分级对话框15分级后的河流栅格转矢量栅格转矢量点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|栅格河网矢量化，设置参数如图，点击确定。

得到分级后的栅格河网数据。

栅格河网矢量化对话框右击得到的矢量化的河网数据，打开图层属性的符号系统，按数量给河网分为5级，并分别对着五级设置不同的符号系统，得到最终结果。

如图所示：

16设置符号分级后的河网（四四）流域内地形因子提取流域内地形因子提取计算水流长度计算水流长度点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|水文分析|水流长度，设置参数如图，点击确定。

如图所示：

17水流长度对话框水流长度Tin制作制作点击3Danalyst|转换|由栅格转出|栅格转TIN，打开转换对话框，设置参数如图，点击确定，到结果如图所示：

栅格转TIN对话框18TIN坡度分析坡度分析点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|表面分析|坡度，打开坡度对话框，设置参数如图，点击确定，得到坡度图，如图所示：

坡度对话框19坡度图破向分析破向分析点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|表面分析|坡向，打开坡向对话框，设置参数如图，点击确定，得到坡向图，如图所示：

坡向对话框20坡向图等高线分析等高线分析点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|表面分析|等值线，打开等高线对话框，设置参数如图，等值线间距设置为150，点击确定，得到等值线图，如图所示：

等值线对话框21150等高线点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|地图代数|栅格计算器，设置aspect45andaspect0andSOA70，求取山脊线，结果如图所示：

29参数设置使用空间分析中的栅格计算器，参数设置如图所示，公式为C70，求取山谷线，结果如图所示：

参数设置根据所得出的结果显示，山谷线、山脊线错综复杂，呈点状分布较多，可以分析出流域内多山丘，并没有连续的山脉，所以求出山谷线、山脊线不具有代表性，不能显示出次流域内的地形特征。

（五五）矢量矢量行政区编辑行政区编辑选择选择数据数据把原有的福建省地图数据全部添加到视图中，如图所示，根据流域图与之叠加，删除掉没有用的图层，最后只剩下县界、市界、行政区、城市点图层。

30数据叠加图提取数据提取数据点击Arctoolbox|分析工具|提取|裁剪，打开裁剪对话框，参数设置如图，依次利用矢量的流域范围裁剪城市点、市边界、县边界、行政区划。

并且依次对个图层进行符号化设置，所得结果如图所示：

裁剪对话框31裁剪后的福建省（六六）流域分析流域分析流域面积流域面积河流长度河流长度打开矢量流域图的属性，如图所示，可得到闽江流域面积为60824084697平方米。

流域图属性表根据上面分析所得的河流长度数据，如图所示，可得到河流长度为533431米。

32河流长度图层河网密度计算河网密度计算打开矢量河流的属性表，在shapelength上右击，选择统计，如图所示，可知河流总长度为5517441米。

加上上一步所得面积，根据公式Ds=L/A=5517/60824=0.0907，可得出闽江流域河网密度为0.0907。

河流长度统计图高程分析高程分析点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|重分类|重分类，打开重分类对话框，设置参数如图，由于没有高山，所以将流域分为两类：

低山、中山。

点击确定，得到重分类后的高程图，如图所示：

分类对话框33重分类对话框分类后高程图打开重分类后高程图的属性表，导出数据为dbf格式，参数设置如图，得到原始数据。

用Excel把数据打开后另存一份Excel格式的，通过对数据的分析得出低山所占面积为57046平方公里，所占流域面积比例为93.79%，高山所占流域面积为3776平方公里，所占流域面积比例为6.21%。

如图所示：

34数据导出数据分析坡度分析坡度分析点击Arctoolbox|SptialAnalyst工具|重分类|重分类，打开重分类对话框，设置参数如图，将坡度分为5级，点击确定。

得到分类后的图，如图所示：

坡度分类35重分类对话框重分类后的坡度图打开分类后坡度图的属性表，导出dbf数据，如图所示：

导出数据36把导出的数据用Excel把数据打开后另存一份Excel格式的，根据原始数据分析结果如图所示，可以得出0-5度所占面积为8485平方公里，占流域面积的13.95%，5-8度度所占面积为7032平方公里，占流域面积的11.56%，8-15度所占面积为19267平方公里，占流域面积的34.68%，15-25度所占面积为19752平方公里，占流域面积的32.48%，25-90度所占面积为6282平方公里，占流域面积的10.33%。

如图所示：

统计结果坡度直方图总结总结闽江是中国福建省最大河流。

发源于福建、江西交界的建宁县均口乡。

建溪、富屯溪、沙溪三大主要支流在南平市附近汇合後称闽江。

穿过沿海山脉至福州市南台岛分南北两支，至罗星塔复合为一，折向东北流出琅歧岛注入东海。

以沙溪为正