2009年8月27日 星期四

ArcGIS Hydrology水文分析功能介紹(2)-Hydrology In Spatial Analyst

http://www.gisall.com/?uid-9941-action-viewspace-itemid-1036
ArcGIS提供的水文分析模塊主要用來建立地表水的運動模型,
輔助分析地表水流從哪裡產生以及要流向何處,再現水流的流動過程。
同時,通過水文分析工具的應用,
也可以有助於了解排水系統和地表水流過程的一些基本的概念和關鍵的過程,
以及怎樣通過ArcGIS水文分析工具從DEM數據上獲取更多的水文信息。
1) Flow Direction:水流方向提取,ArcGIS中採用D8單流向法來進行水流方向分析。
2) Sink:窪地計算。窪地區域是水流方向不合理的地方,
可以通過水流方向來判斷那些地方是窪地,然後再對窪地進行填充。
有一點必須清楚的是,並不是所有的窪地區域都是由於數據的誤差造成的,
有很多窪地區域也是地表形態的真實反映,
因此,在進行窪地填充之前,必須計算窪地深度,判斷哪些地區是由於數據誤差造成的窪地而哪些地區又是真實的地表形態,然後在進行窪地填充的過程中,設置合理的填充閾值。
3) Fill:窪地填充。
4) Flow Accumulation:匯流分析。
在地表徑流模擬過程中,匯流累積量是基於水流方向數據計算而來的。
對每一個柵格來說,其匯流累積量的大小代表著其上游有多少個柵格的水流方向最終匯流經過該柵格,
匯流累積的數值越大,該區域越易形成地表徑流。
5) Flow Length:水流長度。
水流長度通常是指在地面上一點沿水流方向到其流向起點(終點)間的最大地面距離在水平面上的投影長度。
水流長度是水土保持上的重要因子之一,
當其他條件相同時,水力侵蝕的強度依據坡的長度來決定,坡面越長,匯聚的流量越大,其侵蝕力就越強,
水流長度直接影響地面徑流的速度,從而影響對地面土壤的侵蝕力。
因此,對於水流長度的提取和分析,在水土保持工作中有很重要的作用。
目前水流長度的提取方式主要有兩種,一種是順流計算(DOWNSTREAM),一種是溯流(UPSTREAM)計算。
順流計算是計算地面上每一點沿水流方向到該點所在流域出水口最大地面距離的水平投影;溯流計算者是計算地面上每一點沿水流方向到其流向起點間的最大地面距離的水平投影。
6) Map Algebra:利用地圖代數來進行河網提取。
目前常用的河網提取方法是採用地表徑流漫流模型計算:
首先是在無窪地DEM上利用最大坡降的方法得到每一個柵格的水流方向;
然後利用水流方向柵格數據計算出每一個柵格在水流方向上累積的柵格數,即匯流累積量,
所得到的匯流累積量則代表在一個柵格位置上有多少個柵格的水流方向流經該柵格;
假設每一個柵格處攜帶一份水流,那麼柵格的匯流累積量則代表著該柵格的水流量。
基於上述思想,當匯流量達到一定值的時候,就會產生地表水流,
那麼所有那些匯流量大於那個臨界數值的柵格就是潛在的水流路徑,由這些水流路徑構成的網絡,
就是河網。
7) Stream Order:河網分級。
8) Basin:流域分割工具。
9) Watershed:流域分割工具。