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【地球日送福利】且慢!DEM做水文分析前,先看看这些

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发表于 2020-4-16 11:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 地图小哥 于 2020-4-16 14:17 编辑


01 为什么用GIS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。
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流域分析
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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。
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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。
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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。
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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。
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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?
给大家推荐LocaSpaceViewer,真正不受限制,90米DEM的免费直接给你网盘下载,很方便。
微信图片_20200416105637.png


LSV同时还提供精度更高30米、12.5米甚至是5米的DEM,不用上网找半天,选择下载区域即可下载。

5米12米30米DEM数据下载:点击下载 http://p.tuxingis.com/u?s=EZV3Ar

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
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无洼地DEM流向分析

04  使用DEM提取水利数据的利弊

围绕 DEM 数据衍生出诸如河流、流域等水利要素,好处是利用地形能够快速的生成河流和流域,便于从自然角度上圈出对应的水文范围;DEM 本身带有地形起伏的信息,而经过流向分析之后,提取出来的自然河流本身带准确的流向,这样可以为后期水文信息化提供了精细而准确的数据来源。
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DEM 提取的河流的流向是绝对正确的,基本上是从地形高的地方流向地形低洼的地区
很多时候做水文分析很难得到非常精确的 DEM 数据,如果 DEM 的精度不能确保,那么提取出来的数据可能与其他现有的矢量数据很难进行叠加使用。
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DEM 提取的河流跟现有的矢量数据进行叠加,有差异
DEM 计算出来的河流虽然能够查找出一些区域上可能没有测绘的河流,但它生成的河流比较偏平直,细节部分表现不足,这可能是DEM 数据精度不足导致。
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