【地球日送福利】且慢！DEM做水文分析前，先看看这些

地图小哥 · 发表于 2020-4-16 11:29

本帖最后由地图小哥于 2020-4-16 14:17 编辑

01 为什么用GIS做水文分析？

水文学是彻头彻尾的专业学科，涉及到大量的数据公式和分析模型，并利用数学公式和模型去实现理论的支撑。而GIS更多的是使用工具来解决实际问题，服务于行业应用。

GIS软件的工具更多的是作为水文研究的一些辅助手段，能够辅助水文分析模型的构建，并能直观显现其分析结果。

流域分析

河网分析

GIS软件中，ArcGIS提供了相当不错了水文分析工具。重点处理的是水在地表上的运动情况，辅助分析地表水流从哪里产生、流向何处，再现水流的流动过程。

ArcGIS中的水文分析工具

GIS应用于水文分析是具有革新意义的。举个例子，计算水库的库容，如果基于传统的计算方式，得出的只是一串数字，充其量也就是水利工程上得知具体的数值而后确定其方案的合理性。

但跟GIS结合在一起就完全不一样了。GIS具有非常高的运算能力，有非常良好的地图可视化功能，可以通过调节不同的参数计算出不同水位淹没的区域，从而计算出库容。淹没的空间范围可以看作水库移民的依据，与土地利用图层叠加分析，还可以计算出哪些地方被淹没后需要作出多少的补偿。这一系列的问题都跟钱有着密切的联系。

水库库容工程对周边的影响

02 GIS水文分析都是基于DEM

DEM是一种连续的栅格的，每一个栅格代表一个矩形范围，而每个栅格用不同的灰度值表示其高程值。ArcGIS的水文分析使用DEM作为计算的参数，主要的后期数据都是准对DEM进行生成的，如流向栅格、流量栅格这两个重要的参数。

DEM（数字高程模型）

在大多数情况下，水文分析人员是没有DEM数据的，尽管可以从网上可以下载到全球免费的DEM数据，但由于数据的精度太低，作为普通的大流域研究勉强可以使用，但作为中小流域级别的研究那就相当无力了。

如果使用等值线+高程控制点方式去生成TIN，在由TIN转DEM，对一般水文分析人员，甚至是部分GIS人员都比较难以理解清楚其每个参数的作用。由于DEM数据是要作为水文分析的基础，因此很多参数的调整必须谨慎选择。

使用等值线+高程控制点方式去生成TIN，在由TIN转DEM

没有数据，就没法分析，因此直接获得高精度的DEM数据无疑能大大节省水文分析的时间精力，有什么方法可以快速获得高质量数据？

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03 水文分析前，对已有DEM预处理

DEM数据时进行水文分析的基础数据，是比较光滑的地形表面的模拟，但是由于DWEM数据误差以及一些真实地形（例如喀斯特地形）的存在，使得DEM数据表面存在一些凹陷的区域。因为这些凹陷区域的存在，在进行水流方向计算时往往会得到不合理甚至错误的结果。因此，在进行水文分析之前，需要对原始DEM数据进行洼地填充，从而得到无洼地的无凹陷DEM数据。