ArcGIS环境下基于DEM的信息提取及应用

数字高程模型(DEM)数据中包含了丰富的地形、地貌、水文信息,它能够反映各种分辨率的地形特征和水文特征。本文以青海雁石坪地区DEM数据为例,详细介绍了在ArcGIS软件中提取地形信息和水文信息的方法、步骤以及提取时应注意的问题。     

基于ArcGIS的DEM流域划分

从数字高程模型DEM(Digit Elevation Models)直接提取河网及流域信息,是分布式水文模型开发与应用的基础.本文利用ArcGIS中的水文分析工具从DEM中提取了流域水文特征.主要包括:DEM的预处理、水流方向的确定、水流累积量提取、河网的提取、集水区的提取和流域的划分.本文探讨了两种不同划分流域的方法...     

基于DEM的分布式流域水文模型及应用

提出了一个基于数字高程模型(DEM)的分布式流域水文模型,主要用来模拟湿润地区的蓄满产流机制。通过建立土壤蓄水能力和地貌指数的关系来描述蓄水能力的空间分布。坡面流流向采用多向流法来决定。应用结果表明,该模型模拟流量过程的精度较高,与三水源新安江模型、TOPMODEL基本相当;而且模拟的土壤蓄水量的空间分布也基本符合水文规律。     

ArcGIS环境下基于DEM的水文特征提取——以县南沟流域为例

选取黄土高原典型的丘陵沟壑区——陕北安塞县县南沟流域作为研究对象,以2.5 m高分辨率DEM作为基础数据,应用ArcGIS软件进行流域水文特征提取,获取研究区汇流累积量、水流长度、河网等一系列水文特征信息,在DEM表面上还原水流的流动过程,完成水文分析。     

分布式流域水文模型的DEM数据处理

分布式流域水文模型从DEM数据中提取河流,由于地图数据的比例尺、DEM网格的分辨率等原因,生成的河流可能与真实的河流不重合,流域内的径流可能汇集不到出口断面,必须对DEM数据进行处理。目前GIS软件中常用的处理方式是将河流经过的网格高程普遍降低,这种方法还不够理想。理想的DEM数据处理方法应满足以下原则:修改后生成的河流与真实的河流重合,流域内的径流能够汇入河道到达流域出口断面;DEM数据中网格的高程来自实测地图,最能代表网格的高程,只是由于对网格高程的插值滤掉了一些地形细节,因此高程修改的网格数目应达到最小。基于这个原则,提出DEM数据修改方法,平滑掉河流经过的凸起网格并且填充流域内的洼地,修改最少的网格高程,使由DEM数据生成的河流能够与真实的河流重合,达到模拟真实的径流流动路径的目的。     

数字高程模型在流域水文模型应用中的若干问题

数字高程模型(DEM)在流域水文模型中得到了广泛应用,主要是因为DEM能够自动提取流域水文模型所需要的确定流域排水结构的水文信息。回顾并讨论了DEM在流域水文模型应用中的几个问题,主要包括河网自动提取的方法、DEM中排水方向的确定以及封闭洼地的处理,同时还包括在流域水文模型中应用时DEM的结构类型及尺度问题。由于由DEM生成的模拟河网与流域实际河网间存在一定的差别,最后还讨论了如何对模拟河网进行矫正的问题。     

基于DEM的等流时单元法在大流域分布式水文模型中的应用

等流时单元法是一种具有物理基础同时又非常简便的分布式流域汇流模型。若能应用于大流域,会显著提高大流域分布式水文模型的计算能力,可以扩展其在大流域分布式水文模型中的应用,降低其限制性。采用基于DEM的等流时单元法进行坡面汇流计算,即坡面汇流经河流两侧并入河道,河道汇流使用扩散波方程（USGS的河道汇流程序包SFR1）,将其推广到大流域分布式水文模型的应用之中。该方法与二维坡面汇流的扩散波数值方程相比较,能够节省计算时间。在伊通河中下游较大流域上试用结果表明,农安站计算与实测流量的最大相对拟合误差为13%,模型月流量Nash-Sutcliffe效率系数为0.9。等流时单元法用于大流域分布式水文模型的坡面汇流是可行的。     

数字地形分析技术在分布式水文建模中的应用

论述了在栅格数字高程模型（DEM）的基础上，利用数字地形分析技术来完成地形评价、河网指示、流域分割、子流域参数化等项工作的理论与方法。并结合江西潋水河流域的实际工作进行了详细的说明。研究结果表明，通过数字地形分析的方法，利用栅格DEM实现流域离散化并从中提取分布式水文模型所需要的输入参数是一种行之有效的手段。     

水文网络模型在分布式流域水文模拟中的应用

水文网络模型是地理信息系统对流域实际河网水系的一种规范化描述,它采用拓扑关系来确定流域水流的空间聚合与分散。准确地描述水文网络对成功模拟流域水流的空间分布起着至关重要的作用。水文网络数据模型的关键在于如何表达水文网络的构成要素,以及如何建立要素间的拓扑关系。本文重点阐述了水文网络模型在分布式流域水文模拟中的应用。实例研究证明,采用水文网络模型来表达流域河网水系结构有助于准确地模拟流域上水流的空间与时间分布。     

GIS环境下基于 DEM流域水文地理信息的提取

以地理信息软件ArcGIS10.0为平台,基于数字高程模型(DEM),探讨其水文分析模块在流域提取、流域水系提取及河流分级的算法和原理。并以汀江流域为例,详述流域水文地理信息的提取方法和步骤,实现流域边界、流域水系的提取及河网的分级。结果表明：以流域面积为主要控制信息,提取的成果均能较好地吻合流域的实际情况,该方法具有操作简单、成果精度高、提取速度快等特点。流域水文地理信息的自动提取为流域水文设计提供了基础数据,具有重要的实际意义。     

GIS支持下基于DEM的中等流域的划分——以富县为例

以陕西富县为例,探讨在GIS环境下从数字高程模型(DEM)中提取流域特征并进行中等流域的划分的详细过程,包括DEM的预处理、流水方向的确定、汇流累积量分析、河网的提取和子流域的划分,通过设定不同的汇流累积量的阈值,通过实验,富县地区的阈值设为20 000,得到中等流域的划分结果较为合理。     

由DEM确定R-V地貌瞬时单位线的研究

介绍了地貌瞬时单位线（R－V GIUH）的基本理论与理论基础。由于以往确定流域单位线需要大量的降雨径流实测资料，试图应用地理信息系统（GIS）技术建立流域数字高程模型（DEM），从而可以仅依据地形资料来确定R－V地貌瞬时单位线，解决无资料地区的洪水预报问题。以长江三峡区间沿渡河流域为例，取得了较好的成果。     

基于高精度DEM的地形监测方法研究

基于非接触的遥感手段的DEM采集精度越来越高,如何运用好高精度DEM成为关键.介绍了包括LiDAR、合成孔径雷达、摄影测量技术等遥感手段采集高精度DEM的方式及处理流程.DEM在地质、地貌、土壤、国防建设方面均有着广泛的应用,就基于高精度DEM的地形监测方法展开试验和讨论,对比不同分辨率（1,10,30 m） DEM影像展示效果,得出高精度DEM在展示与分析方面的优点,通过计算山体阴影、坡度、地形曲率,研究了基于单期高精度DEM的不同地形监测方法.     

大巴山地区构造地貌特征及演化——基于DEM数据处理与应用

上扬子北缘的大巴山地区是秦岭造山带和扬子地块长期相互作用的地区,构造变形和地貌特征记录了印支期、燕山期,尤其是喜山期构造运动和地貌响应过程。本文以地理信息系统（GIS）为平台,通过对数字高程数据（DEM）的处理,结合地质图、构造水系图等各种数据,对大巴山及其前缘盆地的构造地貌特征进行综合分析研究,以坡度、地形起伏度、高程图和剖面图的统计为主,分析其构造地貌特征。研究表明,大巴山自晚燕山—喜山期前陆褶皱冲断形成以来,经历了多次隆升过程,特别是自喜山期以来,大巴山共经历了至少三次大规模的隆升。     

基于三方向搜索的DEM中洼地处理方法

数字高程模型(DEM)是流域参数提取的基础,然而DEM中普遍存在的洼地和平地影响了流域水系的自动提取,因此洼地去除方法成为研究的热点。针对现有洼地去处方法存在的问题,提出了一种基于三方向搜索的洼地处理方法。该方法通过对洼地及其周围网格高程值增减来达到去除洼地的目的,避免了传统填洼方法大规模的对DEM进行增高处理。实验结果表明,该算法简单易行,能有效的去除洼地,消除DEM提取的河网中的伪河道及平行线现象;且对DEM中高程值的改动较小,从而较大限度的保留了原始地形信息。     

一种基于DEM的洪水有源淹没算法的设计与实现

洪水淹没范围的确定是洪灾损失评估和防洪决策的核心环节,现已成为GIS在水利应用领域的研究前沿,洪水淹没模拟分为有源淹没和无源淹没两种情形,针对有源淹没的递归算法占用计算机资源较多,容易造成系统堆栈溢出,导致程序崩溃等缺陷,丈中提出了一种计算洪水有源淹没范围算法：堆栈节点遍历算法：其以．NET为编程基础平台,在GIS技术的基础上应用数字高程模型（DEM）的格网模型进行洪水淹没分析一通过与原有的递归算法对比,该算法在一定程度上提高了计算效率和稳定性,最后成功应用在“南昌洪水淹没分析系统”中,对促进防洪减灾的信息化建设有一定意义。     

Application of Digital Elevation Model in the geological mapping of the coastal plain of Tianjin

Tianjin coastal plain is flat and its landform is not easy to be divided. The grain size of the sediments is fine, with poor remote sensing interpretation accuracy and field identification, which leads to weak geological map expression effect by the traditional geological survey method. Digital Elevation Model (DEM) is a digital representation of the topographic surface and it has 3D visual information that cannot be expressed by the general topographic map, which can truly reflect the features of the landform. The authors divided the geomorphic units of shallow sediments during the geological mapping process of Tianjin coastal plain based on DEM and the geological survey of the route, the construction of the shallow groove drilling and the sample testing. The shallow sediments can be divided into three sedimentary systems: fluvial sedimentary system, transgression sedimentary systm and deltaic sedimentary system. The fluvial sedimentary system includes several genetic types of point bar, oxbow lake, crevasse splay, natural levee, flood basin and lake marsh. And the transgression sedimentary system can be divided into beach ridge, overland fan, high tide flat, residual lagoon, while the deltaic sedimentary system includes the delta front. DEM can fully make up for the shortage of remote sensing images after the comparative analysis with the results of remote sensing interpretation of different types. Besides, DEM can also be used for the detailed genetic classification of the shallow sediments and improve the cognition about shallow geological process, which will guide the field mapping. The application of high-precision DEM data to the geological mapping on the covered areas of quaternary system can greatly improve the mapping accuracy and efficiency, and provide basic geological support for urban ecological security, territorial space planning and industrial structure layout.     

数字高程模型在天津滨海平原区地质填图中的应用

天津市滨海平原地区地势平坦,地貌类型不易划分,沉积物粒度较细,遥感解译精度及实地可识别性差,按照传统的地质调查方法开展填图,图面表达效果不佳.数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)是地形的数字化表达,具有一般地形图无法表达的三维可视化信息,能够真实反映地形地貌特征.在开展天津滨海平原地质填图过程中,通过建立研究区DEM,并结合路线地质调查、槽型浅钻施工、样品测试分析,进行了地貌单元划分,将浅地表沉积物划分为河流、海侵和三角洲3个沉积体系:河流沉积体系包含边滩(曲流砂坝)、充填河槽(牛轭湖)、决口扇、天然堤、洪泛盆地和湖沼沉积微相;海侵沉积体系包含海滩脊、越岸扇、高潮坪和残留潟湖沉积微相;三角洲沉积体系主要为三角洲前缘沉积.通过与不同类型遥感解译结果进行对比分析可知,DEM可充分弥补遥感影像的不足,对浅地表沉积物进行详细的成因类型划分,提升对浅地表地质作用过程的认知程度,较好地指导野外地质填图.将高精度DEM数据应用于第四系覆盖区地质填图,可以大大提高填图精度及效率,为城市生态安全保障、国土空间规划、产业结构布局等提供基础地质依据.