基于DEM的喀斯特流域地貌发育影响因素分析

影响喀斯特流域地貌发育的因素复杂多样,除岩性、气候等条件外,流域水系特征及高程、流域坡度和流域切割程度和流域地表形态特征等也是影响喀斯特流域地貌发育的重要因素。本文根据贵州省ASTER影像,利用RS和GIS技术,提取DEM数据;以DEM数据、TM影像和CBERS影像为基础,选取32个喀斯特流域,探讨分析影响地貌发育的五大因素,并提取25个指标;借助MATLAB和Spss软件进行数据处理和主成分分析,得出影响地貌发育的九个主成分,得出影响喀斯特地貌发育从大到小的因素是流域水系特征及高程、流域坡度和流域切割程度和流域地表形态特征。     

滇池SRTM DEM数据的流域特征自动提取

以滇池流域为试验对象,在NASA发布的3弧秒SRTM DEM数据的基础上,运用Arc Hydro Tools进行流域特征的提取,结果表明,以3弧秒的SRTM数据为基础提取的流域河网与水利部门提供的数字河网基本相符,而提取的流域面积与实际流域面积十分接近,显示了SRTM DEM数据在中小型湖泊流域地表水文模拟方面的优势.     

岷江上游流域DEM的河网提取

DEM中包含了丰富的地质地貌、水文等信息,是流域分析的主要数据来源之一。详细介绍了利用DEM数据提取流域水系信息特征的方法,并以岷江上游为例,对DEM进行预处理,然后采用ArcGIS 9.3软件平台下Hydrology模块提供的D8算法来确定水流离开DEM栅格单元的方向,并计算流向各栅格单元的水流累积量,再根据给定的集...     

基于DEM的流域特征提取研究——以贵州省普定县后寨河流域为例

本文以喀斯特后寨河流域为例,探讨了在Arcgis 9.0环境下从数字高程模型(DEM)中提取流域特征的详细过程,包括:DEM的生成和预处理、水流方向的确定、汇流累积量分析、河网的提取和子流域的划分以及落水洞的计算。经分析得到了研究区域河网特征以及研究区其他常用的流域特征信息,与实际河流水系特征基本吻合,从而证明该方法在分析流域的河网水系结构特征时具有一定的应用价值。     

基于DEM划分流域河网坡岸带汇水区的方法研究

基于DEM提取流域河网、生成子流域的理论方法研究已经有了一定的进展,并得到了广泛应用.在DEM生成河网的过程中形成的网格流向矩阵和网格累积矩阵能够充分揭示流域网格单元的水流方向特征和汇水面积特征,利用这些特征关系能够对流域进行更进一步的划分,更好地满足实际需要.本文在DEM提取流域河网的基础上,结合网格流向矩阵,精确解...     

不同分辨率SRTM-DEM的数字地形分析比较研究

以通化地区为试验区,利用Arc/Info软件,将原始的SRTM数据生成等高线,再插值生成不同分辨率的DEM数据,提取了高程差、坡度、坡向、地形阴影数字地形信息,并根据D8算法,对流域信息进行提取。结果表明:不同分辨率的DEM在描述地形的整体变化上存在的差异很小,但高分辨率的DEM可以更好地反映出地形的细微变化;在水文模拟方面,流域网络的数量及沟壑密度与DEM的分辨率成正相关的关系,但由于高分辨率的DEM信息冗余,在水文模拟方面,提取流域网络的时候会出现生成伪沟谷的现象。     

基于LRIS-3D建立高分辨率DEM的方法及对比研究

在基于LRIS-3D系统建立高分辨率DEM基础上,以黄土高原丘陵沟壑区桥沟小流域为对象,利用GIS工具,以三维激光扫描系统扫描数据为基础数据,研究基于DEM的数字地形特征和水文特征的提取与分析方法。研究结果表明：与普通DEM相比,高分辨率DEM提取研究区平均坡度变小、坡度标准差变大,总体地形向平坦转化,坡面曲率增大,沟壑密度增大,更详细地描述了地表特征。对流域水文过程分析、特别是对流域汇流的参数确定及汇流模型的建立有积极作用。     

基于DEM的山地鞍部点分级提取方法

本文以地形起伏变化较大的陕北黄土丘陵沟壑区为例,通过流域边界线上高程相对低点的自动识别,实现基于DEM数据的地面鞍部点自动获取。实验结果显示,采用该方法所提取的地面鞍部点具有层次结构显著、提取精度高、操作简便、便于确定重要性等级及与山顶点空间关系等优点,对于DEM地形特征点簇的构建与分析具有重要意义。     

基于DEM的山地鞍部点分级提取方法

本文以地形起伏变化较大的陕北黄土丘陵沟壑区为例,通过流域边界线上高程相对低点的自动识别,实现基于DEM数据的地面鞍部点自动获取。实验结果显示,采用该方法所提取的地面鞍部点具有层次结构显著、提取精度高、操作简便、便于确定重要性等级及与山顶点空间关系等优点,对于DEM地形特征点簇的构建与分析具有重要意义。     

基于DEM的全国集水区提取及在泥石流孕险分析中的应用

3S技术的发展给水文科学带来了新的机遇。基于DEM的水文特征提取技术已经比较成熟,本文从自然灾害防治的角度出发,将基于DEM的流域提取技术应用到泥石流的防治工作中去,重点分析并确定了泥石流发生的流域范围,针对相应集水范围提取了全国范围的集水区边界数据。     

河网汇水区域的层次化剖分与地图综合

对于具有网络状结构的河系数据的综合化简,判断河流分支在河网中的重要性需要考虑三个层次的结构信息:全局范围内的空间分布模式;局域环境下的分布密度;单条河流的几何特征。为提取这些结构化信息,本文基于网络分析运用Delaunay三角网模型建立了各级河流分支汇水区域的层次化剖分模型,其基本思想是将汇水区域划定当作“空间竞争”问题来求解,运用类似于Voronoi图的空间等剖分几何构造表达“袭水”过程,在各支流子系统内部及其环境之间通过Delaunay三角网骨架线确定汇水区域的分水岭。基于该层次剖分模型可计算河流分布密度、相邻河流间距、汇水范围及层次关系,进而推算出河系网中每一条河流的重要性系数,实现不同尺度下河流的综合选取。     

基于SWBD修复的SRTM DEM的1∶250000水系自动更新——以浙江省瓯江流域为例

以浙江省瓯江流域为例,基于SWBD修复的SRTM DEM数据,采用Arc Hydro Tools水文分析工具自动提取瓯江水系,并分地貌、分河流等级地定量评价水系数据精度,开展1∶250 000水系自动更新的可行性研究。结果表明：①SWBD修复的SRTM DEM的空白区域面积为54.78 km2,有效地弥补了SRTM DEM的数据缺失,进而提高了水系提取的准确度和精度;②与1∶250 000水系数据相比,基于SWBD修复后的SRTM DEM,在小起伏山、中起伏低山、低海拔丘陵上提取的水系数据精度高于其他地貌,而干流、一级支流、二级支流的精度又高于三级支流;③以资源三号卫星ZY-3遥感影像为参照,从水系上采集同名点反复比较点位精度后发现,利用SRTM DEM提取的水系符合制图规范和测绘内业规范（限差1 mm）,可以满足1∶250 000水系自动更新的要求。     

地图水系综合中等高线簇与河网协同的汇水区域提取方法

在地图水系自动综合中河流选取需要建立对不同河流重要性程度的有效判别。由于河流汇水区域直接反映河流的作用空间,因而其面积大小成为关键性的量化指标。目前基于河流的汇水区域自动提取方法主要从河流单一要素出发,按“空间均衡竞争”思想平分河流之间的区域,由于未考虑地形因素使得提取的汇水区域往往存在偏差,而传统基于DEM的汇水区域提取虽然考虑了地形,但没有与河流目标建立显性的对应关系。河流是一种天然的沟谷地性线,与山脊线具有对生互补的空间耦合关系,本文提出了一种等高线簇与河网双要素协同的河流汇水区域提取方法,该方法对河流与等高线的目标集合构建约束Delaunay三角网(CD-TIN)并将三角形分类,对不同类型的三角形分别采用骨架线提取规则与梯度向量引导的分水线搜索规则提取分水线段,连接形成网络结构并依此计算各河段的汇水区域。实验结果表明,本算法能更准确地提取河流汇水区域,从而为河流综合选取提供有效支持。     

Morphometric aspects of a small tropical mountain river system,the southern Western Ghats,India

Abstract

The Muthirapuzha watershed (MW) is one among the major tributaries of Periyar – the longest west flowing river in Kerala, India. A morphometric analysis was carried out to determine the spatial variations in the drainage characteristics of MW and its 14 fourth order sub-watersheds (SW1–SW14) using Survey of India topographic maps and Landsat ETM⁺ imagery. The study revealed that the watershed includes a sixth order stream and lower order streams dominate the basin. Results did indicate that rainfall has a significant role in the drainage development whereas structure and relief of rocks dictate the drainage pattern. The asymmetry in the drainage distribution is correlated with the tectonic history of the Munnar plateau in the late Paleocene age. The watershed is moderate to well-drained and exhibited a geomorphic maturity in its physiographic development. The shape parameters revealed the elongated nature of MW and drainage network development in the watershed. Further, the analysis provided significant insight into the terrain characteristics. This study strongly brings to light, (a) the tendency of the watershed to soil loss and (b) the hydrological makeup of the sub-watersheds, which combined helped to formulate a comprehensive watershed management plan.     

基于DEM的不同地貌类型区小流域划分及分布特征研究——以贵州省赤水河流域为例

小流域已经成为水土流失治理、生态系统修复等研究工作的重要地理单元。本文以贵州省赤水河流域为研究对象,探索我国西南典型喀斯特与非喀斯特地貌混合分布区小流域划分方法及小流域分布特征,基于DEM提取小流域边界,利用1∶5万地形图进行修正,并结合野外调查和地质、水文数据验证,最终将贵州省赤水河流域划定了753个小流域。其中,喀斯特地貌区小流域个数358个,喀斯特+非喀斯特地貌区小流域个数182个,非喀斯特地貌区213个;就不同流域类型小流域划分结果看,完整型小流域530个,区间型小流域180个,坡面型小流域43个;这些小流域中面积小于3km²的有9个,面积在3～10km²的有310个,面积在10～30km²的有348个,面积在30～50km²的有86个。贵州省赤水河流域小流域划分研究可为小流域治理工作提供依据,为区域制定水土保持方案和生态建设措施提供辅助决策,促进喀斯特地区水土保持与生态环境建设。     

Hydrological modelling of a small watershed using satellite data and gis technique

A distributed parameter model Soil and Water Assessment Tool (SWAT) has been tested on daily and monthly basis for estimating surface runoff and sediment yield from a small watershed “Chhokeranala” in eastern India using satellite data and Geographical Information System (GIS). Several maps like watershed and sub-watershed boundaries, drainage network, landuse/cover and soil texture have been generated. The SWAT model has been verified for the initial phase of monsoon season in the year 2002 using daily rainfall and air temperature. Performance of the model has been also evaluated to simulate the surface runoff and sediment yield on sub-watershed basis for two months (July-August 2002). The results show a good agreement between observed and simulated runoff and sediment yield during the study period. Capability of the model for generating rainfall has been evaluated for 10 years (1992 - 2001) period. The model simulated daily rainfall shows close agreement with the observed rainfall. The present results show that the SWAT model can be used for satisfactory simulation of daily and monthly rainfall, runoff and sediment yield.     

基于DEM和水箱理论识别流域河网方法研究

本文应用水箱原理处理流域DEM数据中存在的洼地问题,提出流域河网识别及编码的新方法。首先,确定洼地网格,搜索洼地区域,计算洼地容量,根据水箱原理确定洼地出口,判断洼地的流向;然后,逐层合并消减洼地,修正洼地水流方向;最后,计算网格集水面积,进行河网识别和编码。本文结合云南东川蒋家沟流域的DEM资料进行河网识别,得到了完整的流域河网,结果与实际勘测的河网完全吻合,这表明应用该方法提取流域河网是可行的,能够为进一步的分布式水文、泥石流、环境模型提供条件。     

基于不同斜坡单元划分方法和BP神经网络的泥石流易发性评价

选取合适的评价单元是泥石流易发性评价的关键,为探索斜坡单元不同划分方法对泥石流易发性评价结果的影响,本文以泥石流多发地东川区为例,对比分析了水文分析法和曲率分水岭法两种斜坡单元划分方法在泥石流易发性评价中的效果。首先在解译泥石流点的基础上,采用不同划分方法的斜坡单元作为评价单元,然后对初步选取的指标因子进行多重共线性和贡献率分析,以完善指标因子体系,最后构建基于BP神经网络的泥石流易发性评价模型。结果表明,泥石流极高和高易发区主要集中分布于研究区小江河谷和金沙江南岸,该地区地质环境脆弱,危险性较高。基于曲率分水岭法的易发性模型AUC值为0.865 8,高于水文分析法的0.815 3,表明采用曲率分水岭法划分的斜坡单元更适用于研究区泥石流易发性评价。