水文分析——河網(wǎng)分析

河網(wǎng)即河流網(wǎng)絡,河網(wǎng)提取分析的方法是采用地表徑流漫流模型計算。首先是在無洼地DEM上利用最大坡降法計算每一個柵格的水流方向,然后利用水利方向柵格數(shù)據(jù)計算每個柵格的匯流累積量,假設每一個柵格攜帶一份水流,那么柵格的匯流累積量就代表該柵格的水流量。基于上述思想,當匯流累積量達到一定值的時候,就會產(chǎn)生地表水流,所有匯流量大于閾值的柵格就是潛在的水流路徑,由這些水流路徑構成的網(wǎng)絡就是河網(wǎng)。

1.生成河網(wǎng):

選擇【系統(tǒng)工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數(shù)→柵格計算器】工具,進行相關設置。

  • 地圖代數(shù)表達式:在地圖代數(shù)表達式欄中輸入Con("FlowAcc" > 1000,1),其中1000位設定提取河網(wǎng)的閾值,閾值的設定在河網(wǎng)提取中至關重要,直接影響到提取結果,運算結果是匯流量大于閾值的柵格設定為1,其他柵格設定為NoData。

選擇【系統(tǒng)工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數(shù)→柵格河網(wǎng)矢量化】工具,將上一步得到的柵格河網(wǎng)數(shù)據(jù)矢量化。

2.生成河流鏈接:

通過河流鏈接工具可以得到每一個河網(wǎng)弧段的起始點和終止點,也就是得到了該匯水區(qū)域的出水點,這對于水量、水土流失等的研究具有重要意義。
河流鏈接將柵格河網(wǎng)分割成不包含匯合點的柵格河網(wǎng)片段,并對片段進行了記錄。打開屬性表可以看到片段ID以及每個片段所包含的柵格數(shù)。
選擇【系統(tǒng)工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數(shù)→河流鏈接】工具,進行相關設置。

生成的河流鏈接柵格數(shù)據(jù)可以通過【系統(tǒng)工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數(shù)→柵格河網(wǎng)矢量化】工具轉換為適量化數(shù)據(jù)。

3.河網(wǎng)分級:

河網(wǎng)分級是對一個線性的河流網(wǎng)絡以數(shù)字標識的形式換分級別的方法,河網(wǎng)分級方法主要有兩種:Strahler分級法和Shreve分級法。

  • Strahler分級法:此河網(wǎng)分級方法由 Strahler 于 1952 年提出。僅當級別相同的河流交匯時,河網(wǎng)等級才會升高。因此,一級連接線與二級連接線相交會保留二級連接線,而不會創(chuàng)建三級連接線。也就是說沒有直流的河網(wǎng)弧段會被劃分為第1級,兩個1級河網(wǎng)弧段匯流成的河網(wǎng)弧段為第2級,一次類推。這是比較常用的一種河網(wǎng)分級方法。
  • Shreve分級法:此按量級的河網(wǎng)分級方法由 Shreve 于 1967 年提出。該方法第1級的劃分與Strahler分級法相同,所不同的是更高級別的河網(wǎng)弧段,該方法的級別定義是其匯入河網(wǎng)弧段的級別之和。

選擇【系統(tǒng)工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數(shù)→河網(wǎng)分級】工具,進行相關設置。

生成的河網(wǎng)分級柵格數(shù)據(jù)可以通過【系統(tǒng)工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數(shù)→柵格河網(wǎng)矢量化】工具轉換為適量化數(shù)據(jù)。

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