[发明专利]一种基于数字高程模型DEM的水系提取方法

说明书

本发明公开一种基于数字高程模型DEM的水系提取方法，涉及数字高程模型的水系提取方法领域属于地学领域，一种基于数字高程模型DEM的水系提取方法，包括以下步骤：步骤(1)：对要操作的数据进行预处理，登录地理空间数据云网络平台对所选区域数据进行切割与下载，对所得所述区域数据进行镶嵌处理，同时加入行政区边界作为参考；步骤(2)：利用ArcGIS自带系统工具栏对对原始DEM数据进行填洼处理，填充过的洼地进行流向提取，以流向作为输入，输出流量数据，进行所述流向累积栅格的计算。本发明在数字高程模型DEM的基础上，通过模拟地表水形成径流的过程来实现河流、出水口及流域的提取，方便快捷，且针对小流域的提取更加准确、清晰明了。

技术领域

本发明涉及数字高程模型的水系提取方法领域属于地学领域，具体涉及一种基于数字高程模型DEM的水系提取方法。

背景技术

地理信息系统(GIS)被广泛地应用在不同的领域，其空间分析功能在水文分析方面有着成熟的理论、模型，极大地方便了河流水系的提取。水系分析是地貌研究中的重要内容之一，水系的分布特征与气候和地形密切相关，因此，通过对水系的研究能够很好地分析研究区内的地形地貌。随着网络的普及，网上也可以下载到各种DEM数据，虽然精度相对较低，但是数据获得方便，而且能够满足许多应用需求，国内可以在地理空间数据云网络平台(www.gscloud.cn/search)进行相关的DEM数字高程模型的截取与下载，里面有SRTMDEMUTM90M分辨率数字高程数据、GDEMV30M分辨率数字高程数据等等，方便快捷，成为很多科学研究者获取数据的主要来源之一。

地表水文分析模型用于研究与地表水流有关的各种自然现象如洪水水位及泛滥情况，或者划定受污染源影响的地区，以及预测当改变某一地区的地貌时对整个地区将造成的后果等都发挥着重要的作用，而快速有效获取水系分布特征，对于实现水资源的有效配置、流域综合规划等许多领域也具有重要的意义。但是现有的水系提取方法不能直观地展示出河流的流径及流量大小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数字高程模型DEM的水系提取方法，对研究区进行河网分布的详细明示和流域特征的提取,通过与实地测量的流域图对比，提高提取的效率和结果的精度，同时通过ArcSCENE进行地形地貌的三维立体操作，使河网和地形高程的关系更清晰直观。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于数字高程模型DEM的水系提取方法，包括以下步骤：

步骤(1)：对要操作的数据进行预处理，登录地理空间数据云网络平台对所选区域数据进行切割与下载，对所得所述区域数据进行镶嵌处理，同时加入行政区边界作为参考；

步骤(2)：利用ArcGIS自带系统工具栏对对原始DEM数据进行填洼处理，填充过的洼地进行流向提取，以流向作为输入，输出流量数据，进行所述流向累积栅格的计算；

步骤(3)：基于所述流向和所述流量的数据设置汇流阈值，生成河网，将离散点数据连接成像元点，再连成线，形成河流链，根据所述流量的数据对河流的大小进行分级划分，用矢量来表示所述河流的分级数据；

步骤(4)：基于所述流向和所述流量进行流域提取，绘制倾泻点，捕捉倾泻点，根据分水岭划分流域范围；

步骤(5)：将所述河网的数据和所述DEM数据以立体形式展示。

进一步地，对研究区进行水系分布特征的研究和流域范围的提取，将提取的所述分布特征和所述流域范围与实地测量的流域图进行对比。

进一步地，所述的步骤(3)中基于流向和流量数据设置汇流阈值，采用公式对多余细小的河流进行去除。

进一步地，所述的步骤(4)中新建点要素对倾泻点进行简单标注；对绘制的倾泻点进行系统捕捉消除误差；提取集水区流域。