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,本文使用地理高程数据,借助流域水文软件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     

内蒙古高原东部内流河水系结构与流域特征的关系

基于30 m水平分辨率的数字高程模型, 提取内蒙古高原东部的内流河水系, 结合流域气候与下垫面要素, 研究水系结构与流域特征的关系。结果表明, 流域气候(降水和潜在蒸发)与水系结构关系密切, 表现为分支比、侧枝比和河网密度随降水量的增加而增大, 随潜在蒸发量的增加而减小。另一方面, 流域下垫面条件(坡度和草原覆盖率)对内流河水系结构影响较大, 表现为水系结构总体上受地形控制, 但旱生或半旱生的 地表草本植物不利于水系发育。     

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.     

江西贡水流域水系格局与丹霞地貌关系研究

贡水流域广泛分布有各类强烈褶皱、断裂构造、丹霞地貌并具有独特的水系格局，红层分布广泛，是我国东南部丹霞地貌集中分布区之一。构造地貌能够记录构造运动长期积累的地表变形，而水系是对构造作用反映最敏感的地貌之一，可以用来研究丹霞地貌。以贡水流域水系格局特征为研究对象，基于遥感手段与GIS空间分析功能及Python批量处理数据功能，通过对贡水流域内小流域中丹霞地貌点特征与河流平均长度比值、河流平均分支比比值，水系密度、河流分形维数及水系方位角研究，分析其对流域内构造地貌的影响，探讨研究区水系格局与丹霞地貌的关系。结果表明：贡水流域内小流域中丹霞地貌点与河流平均长度比值及河流平均分支比比值成反比，与水系密度及河流分形维数成正比，即在贡水流域上白垩统红层区，水系密度值较高、水系发育较完善的地区丹霞地貌分布更为密集；贡水流域受北东向的屯溪—鹰潭—安远大断裂，北东东向的崇安—河源断裂及宜黄—宁都断裂带影响，研究区内1级水系、2级水系与3级水系的方位角主要走向为北北东方向，其对研究区1、2、3级水系发育起主要控制作用；4级水系主要走向为北东方向，5级与6级水系主要走向为北北东方向，次要走向为北西方向，可...     

黔南曹渡河流域水系的分形分维研究

本文应用遥感技术,结合野外调查,研究了曹渡河流域水系的分形分维,初步建立起岩溶区流域水系的计算机扫描程序。首次推算出岩溶地貌斜坡带曹渡河流域的分数维值为1.54。通过与拉平河、平河两条小流域的对比研究,初步总结出不同地貌类型、不同地貌形态、不同地质构造和水文地质条件与水系分数维的关系。     

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.     

汉江流域SRTM DEM的水系提取及验证方法

针对数字高程模型提取水系问题,以汉江流域为研究区域,利用SRTM DEM作为数据源,运用GIS软件水文分析模块提取研究区域的水系信息,并将其与利用TM影像提取的水系信息进行比较.结果表明:利用SRTM DEM提取的水系信息与实际自然水系信息基本一致,但某些局部区域提取的水系和验证数据存在一定偏差.     

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。     

塔里木流域内陆河水系连通性特征

水系连通性对于干旱地区河流生态系统健康至关重要.基于30m水平分辨率的数字高程模型和地表水动态数据，提取塔里木盆地内流河水系信息.通过引入连通性指数(CI),研究内陆河水系连通性的分级特征及其主要影响因素.结果表明，在各个级别中，4～5级河流的水系连通性对流域因子的变化最为敏感.水系连通性总体上受流域气候和地形控制，表现为水系连通性与流域潜在蒸散发呈显著负相关(r=-0.27～-0.60),与流域平均坡度呈显著正相关(r=0.29～0.54).另一方面，下垫面条件也与水系连通性密切相关，表现为水系连通性随冰川覆盖占比的增大而增大，随沙漠覆盖占比的增大而减小.     

栅格型水文模型及其应用

选取汉江上游汉中水文站以上集水面积为研究区域,基于栅格型数字高程数据,利用数字高程流域水系模型,生成栅格水流流向,构建数字流域水系及空间拓扑关系;然后将逐步插值法处理后的栅格型降雨数据作为研究区内每一栅格单元上的雨量输入,并在各栅格上应用新安江降雨径流模型进行产流计算;再运用考虑区间侧向入流的Muskingum-Cunge法在栅格水系上进行“先合后演”的洪水演算,从而获得汉中站的流量过程．结果表明,栅格型水文模型不仅能演算出流域出口断面处的流量过程,还能方便地计算流域内各支流任一栅格点上的流量过程．     

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.     

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GIS的漓江流域水文特征空间分析

流域水文特征的提取与分析不仅为水文过程模拟提供重要参数,而且是流域水生态系统健康监测与评价的基础依据.本文基于30 m空间分辨率DEM提取漓江流域水系、确定流域范围、划分子流域,并计算流域内河流长度、河网密度、水系分维等水系形态特征;根据流域内多年平均降雨量与径流资料,对流域及其子流域的径流系数进行计算.结果表明:①根据集水区面积域值与河网密度关系曲线,最终确定以网密度为0.53 km·km-2提取水系;②根据流域内各主河道特征,以及流域水生态系统健康监测与评价尺度,最终将流域划分为15个子流域;③降雨量与径流深度空间分布趋势基本一致,但降雨量与径流系数趋势有差异,各子流域的径流系数为0.637～0.800,引起径流系数差异的主要原因有植被覆盖、地层岩性、人类活动等.     

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.     

泰山地区北沙河流域水系网的结构特征研究

北沙河流域是泰山山地中的主要河流之一.文章运用数理统计方法和GIS技术,建立数学模型,对北沙河流域水系网的形态以及结构特征进行了定量分析.     

泾河流域水系分维特征及其生态意义

应用地理信息系统(GIS)提取河流信息,并在此基础上改进了传统的计盒方法,将其应用于泾河流域水系分形分析.同时探讨了分维数同流域地形、地貌、侵蚀程度、植被因子之间的相互关系.分形分析为流域水文学提供了新的研究方法.     

采用主成分分析和水质标识指数评价敖江流域水质

根据2017年3月至2018年3月敖江流域的4个断面的水质监测数据,采用主成分分析法(PCA)识别流域水质时空变化特征,并采用水质标识指数法对敖江流域水质状况进行综合评价.PCA将8项水质指标转换为3种主成分,解释了原数据集83.144%的信息.分析结果表明:敖江流域水质受上游石板材工业、中下游农业、畜禽养殖业和下游人口分布影响较大,且污染呈现季节性变化;敖江流域整体水质较好,各监测断面水质情况受单项水质指标的影响显著,且流域整体污染呈现从上游往下游加重的趋势.