[发明专利]一种利用数字高程模型提取流域内河道宽度的方法

说明书

本发明公开了一种利用数字高程模型提取流域内河道宽度的方法，包括以下主要步骤：提取流域数字高程模型（DEM）数据；利用流域DEM数据计算出流域坡度栅格，河道栅格以及汇流累计栅格；利用坡度栅格和河道栅格取出河道附近坡度栅格；利用汇流累计栅格和河道栅格提取出河道附近汇流累计栅格；在河道附近坡度栅格的基础上进行滑块平均计算，得到滑块平均计算后的河道附近坡度栅格；结合河道附近汇流累计栅格，滑块平均计算后的河道附近坡度栅格提取出流域内河道宽度。本发明具有数据来源稳定可靠、计算效率高、结果客观合理等优点，有利于流域河道宽度的快速计算和提取。

技术领域

本发明属于水文技术领域，具体涉及一种利用数字高程模型提取流域内河道宽度的方法。

背景技术

随着遥感、地理信息以及数字流域等技术的发展，基于栅格数字高程模型(DEM，Digital Elevation Model)的分布式水文模型以其充分考虑降雨和下垫面条件空间变化的特点，现已成为流域水文模型的发展趋势。在分布式水文模型建模时，其主要难点之一在于如何获取流域内每一个河道栅格像元上的河道宽度。为了进一步促进流域水文模型的发展，需要更深入研究河道宽度的计算方法。

河道宽度是分布式水文模型中汇流计算中的关键参数。在以DEM栅格为计算单元，采用分布式水文模型的建模方式进行流域汇流计算时，河道宽度的合理与否对计算结果有着重要影响。然而，目前方法计算出来的河道宽度一般是下游河道的宽度总是大于上游的河道宽度，然而在实际状态下河道并不总是从上游到下游持续增大，有时下游某处的河道反而会比上游的河道更窄。因此目前方法计算出来的河道宽度并不完全符合客观实际，从而限制了河道宽度这个参数在分布式建模中的应用，不利于国内分布式水文模型的发展。

针对以上不足，如何考虑河道宽度在空间上的变异性，提取其客观合理的河道宽度，正是发明人需要解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种利用数字高程模型提取流域内河道宽度的方法，数据来源稳定可靠、计算效率高、结果客观合理等优点，有利于流域河道宽度的快速计算和提取。

为解决上述问题，本发明具体采用以下技术方案：

一种利用数字高程模型提取流域内河道宽度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，提取目标流域的DEM栅格数据；

步骤2，利用目标流域DEM栅格数据计算出目标流域的坡度栅格Grad、河道栅格River以及汇流累计栅格Acc；

步骤3，利用坡度栅格Grad和河道栅格River提取出河道附近坡度栅格；

步骤4，利用汇流累计栅格Acc和河道栅格River提取出河道附近汇流累计栅格；

步骤5，在河道附近坡度栅格的基础上进行滑块平均计算，得到滑块平均计算后的河道附近坡度栅格；

步骤6，结合河道附近汇流累计栅格、滑块平均计算后的河道附近坡度栅格提取出目标流域内河道宽度。

前述的利用数字高程模型提取流域内河道宽度的方法，其特征在于，所述步骤1中提取目标流域的DEM栅格数据，具体包括以下步骤：

步骤1.1，填洼；

步骤1.2，计算流向；

步骤1.3，计算汇流流量；

步骤1.4，确定流域出口站点；

步骤1.5，提取目标流域。

前述的利用数字高程模型提取流域内河道宽度的方法，其特征在于，所述步骤2中利用流域DEM栅格数据计算出流域坡度栅格、河道栅格以及汇流累计栅格，具体包括以下步骤：