实验九、水文分析-DEM应用一、实验目的水文分析使用DEM数据派生其它水文特征：提取河流网络、自动划分流域。这些是描述某一地区水文特征的重要因素。通过本实验应达到以下目的：a)理解基于DEM数据进行水文分析的基本原理（重要）。b)掌握利用ArcGIS的提供的水文分析工具进行水文分析的基本方法和步骤。二、实验准备预备知识：数据基础：无洼地的DEM，被较高高程区域围绕的洼地是进行水文分析的一大障碍，因此在确定水流方向以前，必须先将洼地填充。有些洼地是在DEM生成过程中带来的数据错误，但另外一些却表示了真实的地形如采石场或岩洞等。通过填充洼地(FillSinks)得到无洼地的DEM关键步骤：流向分析―――流向分析原理1641281632842方向约定如左图：共有八个方向，分别是2的n次方。水流的流向是通过计算中心栅格与邻域栅格的最大距离权落差来确定的。距离权落差是指中心栅格与邻域栅格的高程差除以两栅格间的距离，栅格间的距离与方向有关，如果邻域栅格对中心栅格的方向值为2、8、32、128，则栅格间的距离为SQRT(2)≈1.414，否则距离为1。如果高程差为正值，则为流出。为负值则为流入。基本概念―――DEM数据存储高程数据的栅格称为DigitalElevationModel(DEM).每个像元只有一个高程值.基本概念―――排水系统水文分析步骤：实验数据：某地区1:5万DEM数据软件准备：水文分析工具(HydrologyModeling)的使用有两种途径使用水文分析功能：(1)通过Arctoolbox：水文分析工具位于[SpatialAnalystTools]>>[Hydrology]之下如果Hydrology工具集没有出现，可以选中某个工具箱后新建一个工具集[Hydrology]，然后右键点新建的工具集，在出现的菜单中执行[添加]>>[工具]会出现如右图所示的对话框，将需要的水文分析工具添加到上面新建的工具集中。(2)另一种方法是添加[Hydrology]工具栏到ArcMap中。在ArcMap中执行菜单命令：[工具]>>[定制]命令点击[从文件添加]按钮找到esrihydrology_v2.dll文件注意：这个文件通常是在ArcGIS的安装路径下，默认的情况是[C:\ProgramFiles\ArcGIS\DeveloperKit\samples\SpatialAnalyst\HydrologicModeling\Visual_Basic][HydrologyModeling]工具条就被加载到ArcMap，在其前面的检查框上打上勾，如下图所示。[HydrologyModeling]工具条就可以显示在ArcMap中注意：以下的练习基于HydrologyModeling工具三、实验内容及步骤1.数据基础：无洼地的DEM在ArcMap中加载DEM数据，执行工具条[HydrologyModeling]中的菜单命令[Hydrology]>>[FillSinks]，在出现的对话框中将[InputSurface]参数指定为“DEM”确定后得到无洼地的DEM数据：[FilledSink1]2.关键步骤：流向分析在上一步的基础上进行，执行工具条[HydrologyModeling]中的菜单命令[Hydrology]>>[FlowDirection]，在出现的对话框中将[InputSurface]参数指定为“FilledSink1”确定后得到流向栅格[FlowDirection1]，了解流向栅格单元的数值表示的含义是什么3.计算流水累积量在上一步的基础上进行，执行工具条[HydrologyModeling]中的菜单命令[Hydrology]>>[FlowAccumulation]，在出现的对话框中将[DirectionRaster]参数指定为“FlowDirection1”确定后得到流水累积量栅格[FlowAccumulation1]4.提取河流网络(1)提取河流网络栅格：在上一步的基础上进行，打开Arctoolbox，运行工具[SpatialAnalystTools]>>[MapAlgebra]>>[单输出地图代数]在[地图代数表达式]中输入公式：con(FlowAccumulation1>800,1)[输出栅格]指定为：StreamNet说明：通过此操作将流水累积量栅格[FlowAccumulation1]中栅格单元值（流水累积量）大于800的栅格赋值为1，从而得到河流网络栅格[StreamNet]得到的的河流网络栅格：StreamNet关闭除[Streamnet]之外的其它图层(2)提取河流网络矢量数据在上一步的基础上进行，执行工具条[HydrologyModeling]中的菜单命令[Hydrology]>>[StreamNetworkAsFeature]，在出现的对话框中将[DirectionRaster]参数指定为“FlowDirection1”，[AccumulationRaster]参数指定为“FlowAccumulation1”，[MinimumNumberofCellsforaStream]参数指定为1000确定后得到河流网络矢量数据(3)平滑处理河流网络打开[编辑器]工具栏，执...
