DEM分辨率对数字河网水系提取的影响趋势分析

基于栅格型DEM数据的数字河网水系提取技术为分布式水文模型的建立并应用提供了保障和基础.DEM水平分辨率不仅影响数字河网水系提取的结果,而且直接关系到水文模型计算单元的尺度.采用具有自主知识产权的数字河网水系提取软件DigitalHydro,以淮河史灌河流域黄泥庄站以上为研究对象,分析不同分辨率DEM数据对提取的流域特征的影响的变化趋势.研究表明,随着DEM分辨率的降低,流域地形被坦化,径流汇水长度变小,流域面积有增大的趋势.     

GS环境下基于DEM的流域分析

随着流域数字化进程中空间基础数据库的建设，应用地理信息系统平台有效地分析流域和水库的基本水文信息成为可能。结合在长江一级支流黄柏河流域分布水文模型建立过程中对DEM数据的应用，重点论述了从栅格DEM数据中提取水文信息的基本方法、研究进展、河网提取过程中临界支撑面积的确定方法、DEM数据分辨率对于水文要素提取的影响及其最小分辨率的确定方法。     

基于DEM的西辽河流域河网水系提取研究

河网水系是对流域进行水文分析的重要数据,其生成的准确性会直接影响水文模型模拟的精度。以西辽河流域为研究区,在ARCGIS软件操作平台上对研究区的数字高程模型数据进行河网水系提取,设定不同的流域汇流累积阈值,分别计算出各模拟河网的分形维数及河网密度,取二者拟合趋势变化相同处阈值对应的河网与实际河网进行比较,发现此处的模拟河网与实际河网具有较高的拟合度,从而避免阈值确定的随机性、主观性等问题,有效地提高流域河网水系提取的精度。     

基于盒维数的水系分维值估算

水系分维值反映河网的复杂程度。利用Arcgis平台及其ModelBuilder基于30和90 m精度DEM(Digital Elevation Model,数字高程模型)提取泗合水流域、韩江流域及子流域河网,采用盒维数法计算系列阈值下的可能水系分维值,并与实际河网计算的分维值比较。结果表明:①泗合水流域分维值相关系数R\+2大于0.98,韩江流域R\+2大于0.97,二者分别在无标度区间内统计自相似,表现出较好的分形特征;②DEM分辨率对盒维数法计算水系分维值影响小;③流域水系分维值随汇流阈值的初增而骤减,然后平缓减小至趋于1;④选择合适的汇流阈值使数字河网与实际河网吻合时,数字河网的分维值一定程度上可以代表实际河网的分维值;⑤流域水系发育均匀时,具有较强的统计自相似性,整个流域与各子流域分维值相近,水系分维值与流域面积不相关。     

GIS环境下基于DEM的三川河流域特征提取

以地理信息系统软件Arcgis10.0为平台,探讨了其水文分析模块在流域划分、地形分析、河网提取上所采用的算法和原理。并以三川河流域为例,基于数字高程模型（DEM）数据,详述了提取流域特征的方法和步骤,实现了流域边界、坡度、坡向、表面曲率及流域河网的自动提取。结果表明：上述成果均能较好的吻合流域的实际情况,该方法具有操作简单、灵活方便、成果精度高、提取速度快等特点。流域特征的自动提取为进一步研究水土保持、水文模型、流域规划及数字流域等提供了基础数据,具有重要的实际意义。     

基于DEM流域水系提取研究进展分析

利用DEM构建的数字水系模型是对地表形态高程属性进行数字化表达,获取流域水文特征参数,以及分布式水文模型运用的重要基础。基于DEM数字流域提取的研究不断改进,本研究通过回顾DEM在流域特征提取方面发展史,其主要内容为DEM的生成和填洼处理、水流方向判断、模型与算法改进、尺度效应、地形区域等,并指出目前研究过程中存在的实际问题。     

基于AGREE算法与BURN-IN算法的平原灌区DEM河网提取问题剖析

基于数字高程模型(DEM)的区域水系提取应用较为广泛,当提取对象为平原灌区时存在突出问题,如河道断裂、平行河道的出现以及末端支流的提取未果等造成的子流域划分结果与实际轨迹不符等现象,数字化河网的精确程度直接影响后续的区域水文分析,故该问题值得关注。【目的】优化DEM河网提取结果。【方法】基于Agree算法和Burn-in算法下的提取河网,并从浅表、DEM因子与河网提取的相关关系等方面进行原因分析,进一步提出解决方法。【结果】2种算法下平原灌区河网提取问题的主要原因是DEM离散误差、栅格像元值的真实程度、栅格像元的精度以及地表的无渗漏假设;提出的解决方法为栅格像元水平分辨率的提高与主河道断裂部分的栅格重计算。对于坡度范围为0°～10°的平原灌区,坡度对地表水流方向的形成影响较小,不具备影响河网提取问题的能力;栅格像元水平分辨率提高10 m×10 m时,平原灌区2种算法下数字河道提取首要问题成功解决;主河道断裂部分的栅格重计算虽成功提取原断裂部分河道,但有新的断裂部分生成,未从根本解决。【结论】Agree算法和Burn-in算法下的基于DEM的平原灌区河网提取问题,经一系列原因剖析和解决方法的提出与应用,提取结果较为满意,提倡学者能够结合2种方法思路作为解决类似平原灌区的提取数字河网出现的问题。     

基于数字高程模型的淤地坝地区河网提取方法

淤地坝作为黄土高原水土流失严重地区重要而独特的治沟工程，具有滞洪、拦淤、蓄水等作用，但在该地区利用数字高程模型(DEM)进行流域水系分析时，提取的河网会受淤地坝的干扰出现河网偏移、错位问题。本文提出一种通过对淤地坝进行检测并修正DEM的自动化方法来实现河网的有效提取。该方法先利用区域生长和形态学算法提取河道中心线，以缩小淤地坝检测范围，再基于改进的直线段检测(LSD)算法以及角度滤波确定淤地坝候选轮廓直线，然后构建十字模型定位淤地坝，最后对淤地坝所在栅格高程进行修正以提取河网。该方法在黄土高原两个典型样区中检测淤地坝的F1值分别为86.67%和86.95%,相比于仅使用填充、裂开的两种河网提取方法，本文方法能有效解决河网偏移问题。结果表明，本文方法提取的河网结果更符合真实地形，可为黄土高原淤地坝地区的流域数字地形分析技术提供有益补充与支持。     

数字流域水文模拟在增江流域中的

基于DEM的流域水文模拟已成为近年来流域水文模型的热点之一。本文从探讨基于DEM的流域水文模拟方法入手，研究了数字高程模型和新安江模型相结合的半分布式水文模型的建模思路，并把它应用于增江流域洪水预报中，结果证明该模型切实可行。     

数字流域水文模拟在增江流域中的应用

基于DEM的流域水文模拟已成为近年来流域水文模型的热点之一。探讨基于DEM的流域水文模拟方法入手，研究了数字高程模型和新安江模型相结合的半分布式水文模型的建模思路，并把它应用于增江流域洪水预报中，结果证明该模型切实可行。     

基于GIS和DEM数据的流域水系提取与优化分析

相比野外测量和大比例地形图为主的流域水系提取方法,运用GIS技术和DEM数据的数字化提取更为便捷、高效。基于ArcGIS中的3D Analysis和Hydrologic Model模型,研究山区地形条件下的DEM数字流域水系提取。结果表明,研究区提取水系总长度为350.05 km,结果较好,尤其大中型河道长度的偏差仅在7.5%以内。同时,对提取结果进行优化处理,分析不同网格数和阈值对水系提取精确度的影响,发现三次幂多项式函数较好地拟合了网格数与距离误差的关系;计算河流长度、汇流面积和支流个数等水文信息,对比实际水系流量,运用数学函数拟合得出阈值设为12000时,水系提取与实际水系吻合效果最佳。山区流域水系的数字化提取与优化,可以为水系提取研究提供技术支持和参考,也为数字化提取与实测水系之间的差异分析提供科学指导。     

基于SRTM_DEM的泾河流域特征信息提取研究

流域特征信息的提取对于水文地理信息分析、模拟技术和水文模型建立具有重要意义。基于STRM_DEM数据,在ArcGIS9．3环境下,提取泾河流域坡度、坡向等地形特征,以及河网、流域边界和面积等水文要素,并划分子流域。分析表明,当闽值取5000（40．5km^2）时,生成的流域河网能够较好地反映该地区水系。根据河网分级、低级集水区域生成结果和流域地形特征,可划分为32个子流域,为流域分布式水文模型的构建提供了基础地理信息。SRTM_DEM提取泾河和部分支流流域面积误差均较小,说明提取结果与实际非常接近。结果表明,SRTM_DEM数据和ArcGIS9．3提取流域特征信息方便快捷,具有较高的精度和准确性,应用前景广阔。     

基于SWAT模型的流域特征自动提取

流域特征获得是进行流域水文特性分析的主要前提之一。本文以牛栏江流域上游河段的德泽水库为例,采用DEM作为基础数据在SWAT模型的环境下实现流域河网及边界的自动提取。结果表明:在牛栏江流域上游河段利用SWAT模型提取的流域河网与实际地形图上绘制的河网基本吻合,根据河网共划分45个小流域,提取的流域集水面积与实际集水面积相对误差2%,由此说明利用该方法提取牛栏江流域上游段河网及边界的可行性。     

基于GS和DEM的九龙江流域地表水

运用GIS软件ARC/INFO、ArcView，以九龙江流域为例，探讨了数字高程模型（DEM）的处理及其水文模拟分析。对九龙江流域分幅数字高程模型（DEM）进行图幅拼接、网格重分及切割等处理分析，生成九龙江流域数字高程模型。基于DEM和GIS，进行流域的水文模拟分析，包括洼地填充、水流方向计算、水流累积量计算、水网提取，最后进行了九龙江全流域及子流域界线的划分，生成了数字流域。     

数字流域提取方法对流域特征参数

DEM空间分辨率和重取样方式对流域特征参数的提取会产生重要影响。以SRTM3s分辨率的DEM数据为基础，采用ZB算法、最小标高法、网格平均法三种取样方法，分别生成5种不同空间分辨率的DEM，并对提取的数字流域特征参数进行统计分析，引入墒的概念度量取样方法和DEM空间分辨率所包含的信息量。结果表明：DEM数据中的信息随着分辨率的降低逐渐有所损失，ZB算法较其它两种方法能减缓地形信息量的衰减速率。     

DEM分辨率对SWAT模型水文模拟的影响研究

以灞河流域为研究区,以DEM的分辨率(30~500 m)作为变量,进行了DEM空间分辨率对SWAT模型水文模拟的敏感性研究。首先,不同分辨率DEM作为输入数据构建SWAT模型并进行模拟,其后将模拟结果与灞河流域马渡王、罗李村水文站的实测流量比对进行相对偏差计算,最终采用均值变点统计方法,以模拟结果的相对偏差为研究对象,探讨分析了DEM尺度效应的最佳尺度拐点。结果表明,DEM分辨率的变化深刻影响着水文模型流域特征的提取,其分辨率的降低会导致流域的最大坡度、平均坡度、河道长度均发生衰减,同时流域形状、子流域数量也会发生不同程度的改变;随着DEM分辨率的逐渐降低(30~150 m),径流模拟的结果与实际流量的相对偏差逐渐增大,但增长幅度不超过11%。当DEM空间分辨率低于150 m时,相对偏差变化并不显著。均值变点法能够很好地识别拟合曲线发生明显变化的拐点,通过统计分析发现DEM分辨率为150 m时即为模拟结果相对偏差变化趋势逐渐由陡变缓的变化最佳拐点。     

流域梯级水电站实时水情预报管理

综合运用基于DEM的流域水系模型与TOPMODEL水文模型构建出了流域梯级水电站实时水文预报模型，并以VS.Net为平台，运用分布式网络编程技术将二者集成，为西南某流域梯级水电站设计开发出功能先进和完善的网络版实时水情预报管理软件系统。该系统已投入使用，为实现流域水情预报的智能化、信息化和网络化管理提供了可靠的辅助工具。     

基于WMS模型的大石河上游降雨产流模拟

水文模型是模拟流域水文过程和认识水文规律的重要工具,对流域产汇流计算、洪水分析与预报以及水资源优化配置等具有重要的意义。近年来,基于DEM的分布式水文模型在对流域地形分析及水系构建等方面形成了比较成熟的算法。利用ArcGIS、Global Mapper软件对数据资料进行预处理,然后采用WMS水文模型的TOPAZ算法生成研究区河网水系、确定研究区流域边界并进行子流域的划分,最终生成研究区数字流域。采用WMS嵌入的HEC-1模型进行流域降雨产流模拟。结果显示:流域逐日地表径流随降雨的变化而变化,并表现一定的滞后效应;模拟的径流量最大峰值(9.37m3/s)与水文站实测峰值(8.98m3/s)误差为7.80%;模拟日期内(一个月)逐日平均径流量(3.56m3/s)与实测值(3.77m3/s)误差为5.60%。说明该模型具有较高的模拟精度,可以用于大石河流域的降雨径流模拟,从而可为该流域防洪、减灾及水资源管理提供重要依据。     

河道烧录法在凌河流域河网提取中的应用

基于DEM的流域河网提取在流域水文信息提取中占有重要地位。原始的河网提取方法在凌河流域应用时所提取的河网信息与实际河网信息总体上一致,但在地势较为平坦的北票地区提取的河网信息与实际发生较大偏移。本文采用河道烧录改进了D8算法在凌河流域应用中的不足,从而大大地提高了凌河流域河网提取的精度,这对当前凌河流域数字化建设具有重要的应用意义。     

基于HYDRO1K、SRTM3和ASTER GDEM的韩江流域水文地形信息对比

基于HYDRO1K、SRTM3和ASTER GDEM 3种DEM数据,对BTOPMC地形子模型提取的韩江流域地形信息进行了对比分析。结果表明:SRTM3最能精微地反映流域地形特征和土壤水分空间分布格局,ASTER GDEM次之,低分辨率的HYDRO1K则过度坦化了流域地形,使得基于地形指数的流域土壤水分分布趋于均匀,在产流表现上易于饱和,从水文意义上达不到刻画像韩江这一尺度流域的山地、丘陵地形。当水平分辨率达到一定精度时,与水平分辨率相比,DEM的垂直精度对提取地形信息的真实性起控制作用。ASTER GDEM的水平分辨率虽最高,但垂直精度不如SRTM3,所以提取的地形信息不如SRTM3精确。地形信息提取精度与DEM的填洼算法和流向算法有关。BTOPMC采用随区域地貌倾斜度而变化的小高程增量逐步填洼,填洼过程对区域地形信息的扰动较小。在采用D8单流向算法确定栅格水流方向时,沿最陡坡度流向比沿最大落差流向更容易产生水平和垂直流向。但由于HYDRO1K DEM生成时融合了DCW河网信息,2种流向算法对地形指数的影响只限于那些不具有河网信息的源头区域。