河网自动提取技术中DEM的几种预处理算法及应用

在基于DEM自动提取流域水系的过程中，AVSWAT2000模型提供了处理凹地和平坦区的功能，但在实际应用中仍存在一些问题，如有时无法形成相互联结的完整水系，会出现不合理的水系分支等．围绕基于DEM的河网自动提取技术，对凹地和平坦区的DEM预处理方法进行了比较和评述，并将Ao Tianqi等提出的DEM预处理算法应用于实际模拟研究．结果表明，该算法能较好地改善AVSWAT2000在自动提取流域水系中所表现出来的凹地和平坦区处理方面的不足，推求的河网及流域出水口与数字河网具有较好的一致性．     

基于DEM的流域河网信息提取——以江津区笋溪河流域为例

本文以Arc GIS为操作平台,通过数字高程模型(DEM)数据为基础,介绍了流域的河网信息提取过程,并以江津区笋溪河流域为例,提取了该流域及其支流上2个水文站控制断面以上流域的水系图、坡度分布图、水文特征参数和地形参数,为该流域以后的水文分析和洪水预报提供基础参考数据,并为其它流域河网信息提取和基础数据获取提供一种快捷、简便和实用的方法。利用DEM和Arc GIS提取的水文参数,可直接作为流域洪水预报模型参数,不仅使工作效率得到了提高,还保证了信息提取的准确性,对流域水文资料缺乏地区洪水计算和预报具有十分重要的实用价值。     

基于DEM的浊漳河南源水系研究

详细分析了基于DEM的流域水系提取,并利用全国1:25万的DEM,对浊漳河南源流域的水系提取进行了研究。结果表明,在盆地区域添加能反映微地形变化的数据点,并将河谷中出现伪河道的干流河网数字化,能生成反映流域实际情况的模拟河网。该方法为消除提取水系时平原区域出现的伪河道提供了一种新的修正方法。     

汉江流域数字河网的构建

介绍了自动提取数字河网的常用方法和不足,阐述了利用DEM和DRLN（digltal river and lake network）的改进算法的基本思路。基于全球陆地一公里基础高程GLOBE数据。利用遥感影像获得的自然流域水系矢量数据对DEM进行重新处理,自动提取了汉江流域的数字河网,能够有效避免了原始DEM可能造成的错误。最后。利用ArcHydro工具构建了具有拓扑关系的水文网络,从而为进一步开展汉江流域分布式水文模拟和计算以及水资源优化配置等分析提供了充足的空间信息。     

基于DEM的汾河流域水系提取试验研究

以山西省汾河流域为水系提取实验研究区域,采用该区域的DEM数据,依托地表径流模型,并利用ArcGIS10.0中的水文处理工具包对河流流域进行水系特征提取,通过对水流方向的计算,对集水积累量进行分析,最终生成基于不同阈值的河网。     

基于ArcGIS的流域水文特征分析

水文模型始终是水文科学研究的重要手段与方法之一。数字高程模型(DEM)是构成GIS的基础数据,利用DEM可以提取流域的许多重要水文特征参数。通过对DEM流域水文特征信息提取的基本原理与实现手段的研究,应用地理信息系统软件ArcGIS 9.3所提供的水文分析工具箱实现了流域水文特征信息的提取。通过提取结果与原始区域影像图的对比,证实通过DEM数据提取的流域水文特征信息与实际河流水系特征基本吻合。因此,应用DEM提取流域水文特征信息的方法是可行且有效的。     

基于SRTM DEM的浙江八大水系特征提取与精度分析

选用SRTM DEM(90m)数据,利用Arc Hydro Tools分别实现了浙江八大水系(除运河流域)的边界提取和流域划分。通过计算流域的相关水系因子(如流域面积、流域周长、流域平均分支比等),以及与1/25万数字水系河网的比较,进行提取水系的精度分析。结果表明,流域面积是反映水系提取精度的重要指标;其他因子反映较小。同时,应用SRTM DEM数据提取水文特征具有较高的精度,显示了其在更新水文研究基础数据方面的优势。     

流域数字水文模型研究

探讨了数字水文模型的基本内涵和基本框架，首先利用数字高程数据自动提取流域水系，构建数字高程流域水系模型，主要包括数字高程模型中凹陷区域的识别和处理，平坦部位水流流向设定，子流域集水单元勾划，河网生成，河网与子流域编码及网结构拓扑关系的建立；然后在每一集水单元上建立数字产流模，再根据河网结构扼扑关系建立了数字河网汇流模型，从而形成数字水文模型，通过淮河流域能量与水分循环试验强化观测资料的检验，结果表     

基于DEM的数字河网生成方法的浅议

回顾了自DEM出现以来它在流域特征提取方面的应用和发展,论述和比较了提取河网特征的各种方法,包括确定流向的单流向法(D8法、Rho8法、Lea方法、DEMON法以及D∞法)利多流向法;提取河网的识别谷点法和基于流向提取河网的方法;提取河网过程中洼地和平原区的流向确定、河网提取的方法,同时,提出了各种算法存在的不足,然后通过分析临界支撑面积(CSA)的取值对所提取的数字水系总长度以及平均坡降的影响,确定反映该流域河流地貌发育的临界支撑面积,并选择北京雁栖河92km^2的流域进行了河网水系提取的实例分析,所得结果和实际情况比较符合。     

基于DEM和ArcGIS的水文信息提取方法研究

主要介绍了利用ArcGIS 9．0 Hydrology水文处理工具包在DEM中提取河网水系的方法,阐述了其基本原理,并以米角河流域为研究区域进行了河网生成实验,     

基于Hydrology的山区1:1万DEM水系提取研究

利用重庆市万州区4幅比例尺为1∶1万,地面分辨率为5 m的DEM数据,根据地表径流模型原理,通过ArcGIS中的HydrologyTools模块进行D8算法提取流域水系,计算汇流累积量,并最终生成河网。结果表明:对1∶1万DEM进行水系提取,最小水道集水面积阈值设定为50 000个栅格较合理;对于山地地形,基于1∶1万DEM数据,利用ArcGIS Hydrology模块提取河网的方法,从提取的效率和结果的精度两方面看来都是切实可行的。     

基于DEM和主干河网信息提取数字水系研究

为了弥补DEM中河道信息的缺失,从信息论的角度比较了引入矢量河网与栅格化河网各自在精度与效率上的优势,创建了一套通过“关系树”把：DEM中隶属河道的栅格点群自动连接成水系的源头追索模型,把基于DEM和栅格化河网自动提取虚拟水系的方法推向实用．该模型能够充分利用目前各种电子地图中的水系图层,提高了虚拟河网的精度,而且可以在一定程度上解决传统方法中洼地与平原区的问题．该模型经过不同地区的多次验证,具有很强的实用价值．     

平原河网地区SWAT模型子流域概化方法

针对平原河网地区SWAT模型子流域概化过程中存在的主要问题:1)基于DEM提取的河道和流域与实际不符;2)平原河网地区河道常分汊或呈网状,使SWAT模型无法识别;3)水利工程影响汇流过程,分别提出了相应的解决方案:1)基于高程值对原始DEM进行修正或人工绘制河道和子流域;2)将分汊河道处理成跨流域调水或对网状河流进行合理概化;3)人工划定子流域和增设虚拟水库.该方法在案例研究区的应用结果表明子流域概化结果比较符合平原河网地区实际水文过程,能够满足后续模型构建和应用的要求.     

基于DEM的青龙河流域数字河网提取

简单叙述了流域河网提取的两种办法,并以ArcGIS为操作平台,介绍了基于坡面径流漫流模型的数字河网提取原理和方法,其流程可简单分为:DEM的预处理、水流流向的确定、汇流累积的计算以及河网生成。该文基于SRTM DEM数据以青龙河水域为研究对象进行流域特征信息提取,提取结果与国家河网数据基本吻合,并就不同阈值划分下的河网进行比较。     

利用不同数字高程模型的水系提取对比分析

水系提取是研究流域水文的基础,基于单流向算法(D8),选取SRTM DEM与ASTER GDEM两种高程数据提取水系,试验得出SRTM的汇流累积量阈值为10 000(栅格),GDEM的汇流累积量阈值设定为90 000(栅格).分别用两种DEM合适阈值提取的水系结果对比分析,并利用实际河网和遥感影像进行验证,结果表明:利用SRTM DEM提取大范围水系的精度和效率较高.相对于平坦地区,地形起伏大的地区精度更高.可用于指导水系提取时数据源的选取.     

基于ArcView的流域河网特征自动提取

在流域水资源管理GIS系统中,常需要进行流域河网水系和流域河网特征的提取,它是水文建模所必需的基础数据。目前常用ArcGIS来完成建模与提取。由于ArcGIS系统庞大复杂。本文提出利用ArcView及其扩展模块Spatial Analyst和水文分析模块Hydrology来完成流域水系其河流网络特征的提取方法,并进行了实验,成功地提取了湘江流域河网水系和流域特征。     

SRTM无效数据填充方法在数字河网提取中的应用

为验证最新全球免费高分辨率航天飞机雷达地形测量任务(SRTM)数字高程模型(DEM)数据在水文学中的应用效果,以湖北省清江流域为例,利用SRTM数据进行了流域数字河网提取,通过与数字化地形图DEM提取的数字河网比较,指出SRTM数据中普遍存在的无数据区域是其进行水文分析的最大障碍,常用的SRTM无数据区域填充方法会使河道高程出现较大误差,导致提取的数字河网出现偏差.为解决上述问题,提出了在实际数字化河网限制下的SRTM数据无数据区域填充方法,计算结果表明,利用该方法处理后的SRTM数据更符合实际情况,提取的数字河网也与实际情况相符.     

基于DEM与遥感信息的秦淮河流域数字水系提取方法

利用数字高程模型DEM提取流域数字水系的方法存在精度差、提取出的流域水系与平坦地区和山区流域实际情况差别较大等缺陷.为了克服这一流域数字水系提取方法所存在的缺陷,引入了利用遥感信息来弥补DEM缺陷的方法;提出了一种利用遥感影像提取流域水系信息,采用基于数字河流和湖泊网络(DRLN)的水流方向修正法修正DEM中平坦地区主干河流及湖泊地区栅格的水流方向的流域数字水系提取方法,并以秦淮河流域数字水系提取为例对该方法进行了实验.实验结果表明,该方法能消除大量的平行河道,修正与实际偏差较大的主干河流,在平坦地区和山区均能提取出较符合实际情况的数字流域水系.     

基于DEM流域河网水系提取研究——以晋江流域为例

文章简单介绍了基于DEM流域水系的提取原理、方法及过程,并在RiverTools2．4支持下,选择晋江流域作为提取实例．研究表明,同一流域选取不同集水面积阀值将得到不同的河网,通过分析河源密度与集水面积阈值之间的关系来确定合适的集水面积阈值．平均地形坡度大于3°的区域,所生成河网的可靠性比较高,而小于3°的平坦区域会产生了平行河流的问题．     

基于自相似河网结构的中小流域蓄量消退系数计算方法

为探讨不依赖降雨径流资料的汇流参数——蓄量消退系数C_s的计算方法，选取位于不同水文气象分区的4个典型中小流域，根据DEM信息提取河网水系，构建基于Strahler分级规则的河网精简方案，改进基于自相似河网结构的蓄量微分方程，分析不同河长占比对C_s计算结果的影响。研究结果表明：改进的方法能有效降低原始河网和精简方案河网之间C_s计算结果的差异，提高C_s计算结果的稳定性；流域中河网复杂程度的增加会导致C_s计算结果的增大；河长占比通过影响河网所涵盖的信息进而影响精简方案的适用性，对于3级河网结构的中小流域，1级河网河长占总河长比例小于70%时，可采用保留至2级的河网精简方案作为替代输入。