[发明专利]一种提高生成流域及河流精度的方法

说明书

本发明公开了一种提高生成流域及河流精度的方法，在不改变水流方向的基础上，使地形数据与水流方向计算方法相结合，提高生成河道流域和河道的精度。本发明方法通过数字高程数据和遥感提取水面，用ArcSWAT插件的对应工具得到河道数据、子流域数据及其出水口点数据，对区域地形数据进行选择性地河道生洼，结合已有的地理信息系统支撑下的水文模型，显著的提高了河道流域和河道生成的精度，为水文模型后续的定量模拟以及基于流域尺度的景观格局分析提供了数据支撑。

技术领域

本发明涉及流域尺度水文分析和景观格局分析技术领域，具体涉及一种提高生成流域及河流精度的方法。

背景技术

现有的流域划分和河道生成的实际操作中，经常会出现GPS或者其它定位工具采集流域出水口位置与生成的河道并不吻合的情况，但是接近真实情况的水文模拟是水文模型模拟精度、流域尺度景观格局分析等相关研究的基本保障。虽然可以通过挪动出水口位置的方式生成流域，但与真实状况存在出入，因此将影响到整个水文分析的精度。之所以出现生成河道和实际河道不吻合的情形，其根本原因一方面在于地形数据精度不够，另一方面在于水流方向模拟时应用的R8算法(R8算法是指每个像元的水流方向根据其高程和周边像元的相对关系，可以往8个方向流走，分别是右，右下，下，左下、左、左上、上、右上)的局限性。由于基础数据是以栅格形式存在，R8算法以及更复杂的R16算法，都只能尽可能的使水流方向和实际情况接近，地形数据精度提高则涉及到更高的成本和保密级别，对任意单独的影响因素做出改进，都难以满足流域尺度研究中生成河道和实际河道相吻合的需求。

通过地形数据直接提取的河道和生成的子流域会与实际情况存在较大出入，模拟对比遥感影像中水面分布和基于地形数据直接生成的流域及河道结果，生成的河道和实际河道出现明显不一致的现象，且子流域出水口位置不但没有出现在两条支流相交处，甚至都不在实际河道上。

因此，目前亟需一种能够提高生成河道和实际河道相吻合的程度的方法，使得水文模拟过程更接近真实情况。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种提高生成流域及河流精度的方法，能够通过ArcSWAT软件生成更契合真实情况的子流域和河道数据。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案为：

一种提高生成流域及河流精度的方法，具体步骤为：

步骤一、选择待检测流域的数字高程数据作为当前待处理的数字高程数据，送入步骤二。

选择待检测流域的遥感影像数据，根据待检测流域的范围，使用ArcGIS软件中的栅格计算器工具计算水体指数NDWI，并利用栅格计算器提取河道水面数据，送入步骤三。

步骤二、利用ArcGIS软件中的ArcSWAT插件进行计算，遍历当前待处理的数字高程数据，输入最小汇水单元的阈值面积，得到生成的河道数据、子流域数据及子流域的出水口点数据，并得到经过ArcSWAT插件自动填洼的新的数字高程数据filldem。

步骤三、把新的数字高程数据filldem和河道水面数据输入到ArcGIS软件的栅格计算器中，得到河道生洼后的数字高程数据digdem。

步骤四、将河道生洼后的数字高程数据digdem输入到ArcSWAT插件，再次输入最小汇水单元的阈值面积，得到新的河道数据、子流域数据及子流域的出水口点数据。

进一步的，设定水体指数NDWI大于0的河道为河道水面。

进一步的，涉及多景的遥感影像数据，将遥感影像数据进行拼接处理后生成河道水面。

进一步的，水体指数NDWI＝(GREEN-NIR)/(GREEN+NIR)；其中，GREEN为绿光波段的反射率，NIR为近红外波段的反射率。