遥感与地理信息系统上机报告
班级：地化21202 序号：15 姓名：成绩：
一、实验题目：水文分析
二、实验目的
1. 了解ArcGIs,Maplnfo的基本功能；
2. 利用水文分析工具提取地表水流径流模型的水流方向、汇流累积量、水
流长度、河流网络以及对研究区的流域进行分割等。
三、实验方法与结果：
转成矢量河流数据（Stream To Feature）Archydro模型上机实习内容；
1.数据准备：数字高程模型（DEM），
首先导入已知DEM的矢量数据，利用ArcGIS的ArcToolBox中Data
Management Tools/Raster/CLIP工具，载出所需流域DEM数据。
水文流域DEM数据图1
2.流向计算
利用原始DEM数据，采用Flow Direction工具计算，得到每个表格的流
向。
3.洼地计算
基于原始DEM的坡向，计算洼地。
经过求洼后的洼地分布图
4.填洼计算
根据Sink扫描找出洼地，用Fill工具将洼地点的高程值设为与相邻点的最小高程值，这样迭代直到填平所有的洼地。
填洼后形成了新的经过修正无凹陷DEM。
填洼后无凹陷DEM图
5.重新计算流向数据利用FILL后的新的DEM重新计算Flow Direction。
填洼后的流向计算
6.汇流累积量计算
6.1 利用无凹陷的dem求坡向，得到坡向分布数据。
6.2 利用flow accumulation命令计算出每个格网上淤累积汇流数，越是
上游的格网累积量越小；越处于下游累积数越大。
汇流累积量计算
7.水流长度
水流长度指地面上一点沿水流方向到流向起点（或终点）间的最大地面距离在水平面上的投影长度。
（1）在arctoobox中选择[spatial analyst 工具]/[水文分析]/[水流长度]，打开水流长度工具；
（2）[输入栅格流向数据]为fdirfill；在[输出栅格]中指定保存路径及名称；（3）[侧向方向]：选择downstream或upstream；
（4）[输入权重栅格数据]；
（5）单击[确定]，完成操作。
8.河网的提取
河网提取方法采用地表径流漫流模型。
假设每一个栅格携带一份水流，那么栅格的汇流累积量就代表该栅格的水流量。
因而，当汇流量达到一定值时，就会产生地表水径流，所有汇流量大于临界值的栅格就是潜在的水流途径，由这些水流路径构成的网络，就是河网。
8.1河网的生成
（1）河网的生成基于汇流累计量数据，用汇流累计栅格数据flowacc作为基础；
（2）设定阀值；
（3）栅格河网的形成。
（4）栅格河网矢量化。
选择[spatial analyst 工具]/[水文分析]/[栅格河网矢量化]；设置相关参数：[输入河流栅格数据]为streamnet；输入由无洼地dem计算出来的[流向栅格数据]fdirfill；[输出折线要素]为streamfea。
8.2 stream link的生成
（1）在arcmap里边加载水流方向数据fdirfill和栅格河网数据streamnet；（2）在arctoobox中选择[spatial analyst 工具]/[水文分析]/[河流链接]，打开河流链接工具；
（3）设置相关参数：[输入河流栅格数据]为streamnet；[输入流向栅格数据]为fdirfill；[输出栅格]为stream link；
（4）单击[确定]，完成操作。
8.3河网分级的生成
（1）在arcmap里边加载水流方向数据fdirfill和栅格河网数据streamnet；（2）在arctoobox中选择[spatial analyst 工具]/[水文分析]/[河网分级]，打开河网分级工具；
（3）设置相关参数：[输入河流栅格数据]为streamnet；[输入流向栅格数据]为fdirfill；分别用strahler分级和shreve分级对河网进行分级，将[输出格栅]分别命名为streamostr和streamoshr。
9.流域的分割
流域又称集水区域，是指流经其中的水流和其他物质从一个公共的出水口排出从而形成的一个集中的排水区域。
流域可以通过流域盆地、集水盆地来描述。
9.1.流域盆地的确定
流域盆地是由分水岭分割而成的汇水区域，可利用水流方向确定出所相互连接并处于同一流域盆地的栅格区域。
（1）在arctoobox中选择[spatial analyst 工具]/[水文分析]/[盆域分析]，打开盆域分析工具；
（2）设置相关参数：[输入水流方向数据]为fdirfill；[输出栅格]为Basin；（3）单击[确定]，完成操作。
9.2汇水区出口的确定
本次操作由于没有栅格数据和矢量数据，因此利用已生成的stream link数据作为汇水区的出水点。
9.3集水流域的生成
（1）在arcmap里加载水流方向数据fdirfill和流域出水口点数据streamlink；（2）在arctoobox中选择[spatial analyst 工具]/[水文分析]/[分水岭]工具；（3）设置相关参数：[输入流向栅格数据]为fdirfill；[输入栅格数据或要素倾泻点数据]为streamlink；[输出栅格]为watershed；
（4）单击[确定]，完成操作。
四、实验心得
水文分析是DEM数据应用的一个重要方面，利用DEM生成的集水区域和水流网络，成为大多数地表水文分析模型的主要输入数据。
表面水文分析模型研究与地表水流有关的各种自然现象例如洪水水位及泛滥情况，划定受污染源影响的地区，预测当某一地区的地貌改变时对地表水流有关的各种自然现象例如洪水水位及泛滥情况，划定受污染影响的区域，预测当某一区域的地貌改变时对整个地区将造成的影响等。
本次上机试验对ArcGis软件中水文分析这一模块进行一系列的水文信息应用操作，包括：填洼处理、提取水流方向、汇流累计量、水流长度、河流网络、河网分级，以及流域分割等。
对ArcGis中的水文分析工具也进行了详细了解和应用操作，包括：分水岭、填洼、捕捉倾泻点、栅格河网矢量化、水流长度、汇、河网链接、河网分级、流向、流量、盆域分析这十一个工具。
ARCGIS这款软件的操作有些复杂；在导入数据的过程中，由于开始在为数据选择路径的同时没有改动默认路径，使得后面在做spatial analyst的时候，数据输入和输出经常被搞错，在跟着老师的步骤做了一遍后，我发现有些步骤的数据由于输入时没有对每个过程进行准确的命名，使得在处理时出现了很多的错误，导致输出的图形较为混乱，也因此浪费了不少时间。
通过使用ARGIS进行水文分析，我发现可以从中可以直观的看到某片流域河网的分布，划分分水岭，可以方便地进行实时的水文预报，对于安排施工计划具有重要的作用。