基于高程数据的流域水系构建——以敖江流域为例

为了建立敖江流域基础信息系统．开展数字流域研究．本使用地理高程数据．借助流域水软件WMS，构建了敖江流域水系结构．运用栅格型DEM数据与流域出口点位置，以TOPAZ算法为依据，绘制流域轮廓与水系结构．建立流域水系拓扑关系．划分出子流域．并计算了各子流域的面积、周长、坡度与形状因子等参数．为敖江数字流域建设提供了重要依据．在敖江流域水系构建工作基础上，分析了WMS软件在流域水系构建上的优势与不足．并指出水系构建在流域分析管理中的积极意义与对流域可持续发展的促进作用．     

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     

数字流域的内涵和框架探讨

根据数字流域研究现状,以流域的基本含义为基础,探讨了数字流域的内涵和框架结构,论述了数字流域的建设内容和功能、规范标准体系和构建技术,说明多元海量数据的存储管理和数据的基础分析计算是数字流域的核心,数据接入和通用服务平台功能是数字流域的主要构成部分,数字流域工程是对象流域实体数据及其数据采集与传输、应用模型或系统与数字流域的集成.     

大流域数字高程模型数据管理系统

为了以小流域为基础建立大流域分布式数字水文模型,建立了一个大流域数字高程模型数据的获得及存取管理系统.该系统把数据的处理水平从单块扩展到多块.以地形源数据的来源及预处理、分块数据文件的存储结构、地形数据的跨块读取3个基本问题为基础,该系统成功地用于管理黄河流域花园口以上70多万km2的地形数据,完成了从地形源数据获得、预处理到存储、读取这一系列过程.利用这个系统,可以快速正确地获取黄河流域内的任何一个子流域的地形数据.这些工作为建立黄河全流域的分布式水文模型打下了基础.     

基于流域结构分析的中国流域划分方案

采用GIS技术,在DEM、水系和地貌分布数据的基础上,建立了我国一级流域划分方案,并将我国划分为29个一级流域.将我国一级流域分为6种类型,针对每种类型建立了二级流域划分方案,并将全国划分为90个二级流域.建立了三级流域划分方案,将全国划分为183个三级流域.并为每个流域设计了9位字符串的流域编码.对比分析表明本方案所生成的三级流域划分结果可以与现有的流域划分结果进行无损转换,为水文气象科研和业务提供了一种新的流域划分方法.     

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.     

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。     

数字流域信息共享模式构建

数字流域建设涉及的数据包括流域空间数据、各种水专题数据以及与之相应的社会经济统计数据.这些数据的生产、存放散落在不同的管理部门,具有海量、异构、多尺度特性,原有的通过数据拷贝整合来进行大一统的数字流域建设的模式,在我国目前条块分割的行政体制下难以取得实质性进展.为此,通过对数字流域信息共享模式的研究,探讨了在目前技术条件下进行流域信息共享的可操作性,结合流域实际情况提出了一种利用Web API 的新的流域信息共享模式,并以秦淮河流域为例对该流域信息共享模式进行应用试验,验证了该流域信息共享模式的正确性及有效性.     

基于数字高程模型的流域轮廓自动提取方法与应用

流域轮廓提取通常指提取流域的边界和河网.对这两个流域要素的提取是进行精确的流域水文模拟的基础.由于传统的基于地形图的手工方法效率低,精度差,因此研究了如何使用Arc-GIS软件进行流域轮廓的自动提取.研究所使用的数据是栅格格式的数字高程模型,根据水流方向的最速下降原则(D8算法),对原数据按下列顺序进行处理:数据预处理-水流方向网格图层生成-水流累积网格图层生成-河道分段-子流域辨识-子流域边界矢量化,最后获得矢量化的河网和子流域边界.在此过程中,通过对河道分段的阈值的选取,可以获得不同密度的河网和不同尺寸的子流域.将该方法应用于长江的一条支流-清江流域,结果显示该方法是可行和有效的.     

基于SRTM DEM数据的清水江流域地表水文模拟

为了检验航天飞机雷达地形测绘使命(SRTM)生产的数字高程数据在地表水文模拟分析中的应用效果,以贵州省内清水江流域为例,利用ArcHydroTools以CGIAR.CSI SRTM 90m数据和国家基础地理信息系统1:400万数字水系图为数据源,进行了流域地表水文模拟.分析结果表明:以CGIAR-CSI SRTM 90 m数据为基础提取的数字河网的空间分布与实际情况十分接近,提取的数字流域界线与水文部门基本相符,说明CGIAR-CSI SRTM90 m数据在数字地形分析的诸多领域,特别是地表水文模拟分析方面必将有着十分广泛的应用前景.