水文分析

1.拼接DEM

  1. 选择【数据管理工具】|【栅格】|【栅格数据集】|【镶嵌至新栅格】工具,打开对话框;

  2. 【输入栅格】中选择要拼接的栅格块;

  3. 【输出位置】|【具有拓展名的栅格数据集名称】|【像素类型】|【波段数】|【镶嵌运算符】(这里选MEAN)

C:\\Users\\cjy\\Desktop\\DEM栅格数据拼接.jpg

​ 注意点:

  • 栅格的处理注意路径一般只能用英文,否则可能出现“error99999无法复制栅格数据集”的错误;
  • 波段数的输入和像素类型的选择要注意栅格图层的原有属性;

2.洼地填充filldem

  1. 打开【自定义】|【拓展模块】|选中【Special Analyst分析】;

  2. 选择【Special Analyst工具】|【水文分析】|【填洼】;

C:\\Users\\cjy\\AppData\\Local\\Temp\\WeChat Files\\9362b9df94e1184bb1691ff5c9fa026.png

3.汇流累积量

流向fdirfill

选择【Special Analyst工具】|【水文分析】|【流向】;

【输入】:无洼地DEM

【输出】无洼地水流流向数据fdirfill

C:\\Users\\cjy\\AppData\\Local\\Temp\\WeChat Files\\927c42e4c0157810104ed2dc0513c8c.png

计算汇流累计量

选择【Special Analyst工具】|【水文分析】|【流量】;

【输入】:无洼地DEM流向数据

【输出】:流量flowacc

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水流长度计算

【Special Analyst工具】|【水文分析】|【水流长度】

测量方法:

  1. 顺流方向DOWNSTREAM— 计算沿流路径从每个像元到栅格边上的汇点或出水口的下坡距离;
  1. 溯流方向UPSTREAM— 计算沿流路径从每个像元到分水岭顶部的最长上坡距离

    这里选择顺流方向进行研究。

C:\\Users\\cjy\\AppData\\Local\\Temp\\WeChat Files\\307376efabfd6631189c25b028bf392.png

河网提取

河网生成

【Special Analyst工具】|【地图代数】|【栅格计算器】

(1)根据流量提取河网(根据不同的沟谷设置不同的阈值)

​ 这里阈值取2000

​ 输入“flowacc>2000”

​ 输出为streamnet2000

C:\\Users\\cjy\\AppData\\Local\\Temp\\WeChat Files\\9f21801fb72a150aef38459c41f2390.png

(2)重分类河网栅格数据(关键)

C:\\Users\\cjy\\AppData\\Local\\Temp\\WeChat Files\\c9e748d65abf2968f79f6ef8e960e52.png

(3)数量化栅格河网

【Special Analyst工具】|【水文分析】|【栅格河网矢量化】

【输入】:重分类后的河网栅格数据、河流流向数据

【输出】:河网矢量数据

Stream link生成(河网的连接点、包括弧段的起点和终点)

(1)根据河网栅格数据提取连接点

【Special Analyst工具】|【水文分析】|【河流连接】

【输入】:重分类后的河流栅格数据、河流流向数据

【输出】:河流连接栅格数据(弧段和结点)

(2)矢量化streamlink数据

【Special Analyst工具】|【水文分析】|【栅格河网矢量化】

【输入】:streanmlink栅格数据、河流流向数据

【输出】:streamlink矢量数据

河网分级生成

分级方法

  1. STRAHLER:仅当级别相同的河流交汇时,河网分级才会升高。因此,一级连接线与二级连接线相交会保留二级连接线,而不会创建三级连接线。这是默认设置;
  1. SHREVE:所有没有支流的连接线的量级(分级)将被指定为一。量级是指可相加的河流下坡坡度。当两个连接线相交时,将它们的量级相加,然后将其指定为下坡连接线。

(1)将河网栅格数据进行河网分级

【Special Analyst工具】|【水文分析】|【河网分级】

【输入】:河网栅格数据(重分类前后均可)、河流流向数据、

【输出】:河网分级数据

这里采用STRAHLER方法

(2)矢量化且符号化分级河网结果

【Special Analyst工具】|【水文分析】|【栅格河网矢量化】

将字段grid_code作为分类依据

C:\\Users\\cjy\\AppData\\Local\\Temp\\WeChat Files\\29d53d607feaa17a6d5932c1d599c08.png

5.流域的分割

流域盆地的确定

(1)【Special Analyst工具】|【水文分析】|【流域分析】;

【输入】:河流流向数据;

【输出】:流域数据

C:\\Users\\cjy\\AppData\\Local\\Temp\\WeChat Files\\421e9893af58bb7583b4df6f92c3563.png

汇水区出水口的确定

(可以使用streamlink代替)

【Special Analyst工具】|【水文分析】|【捕捉倾斜点】

【输入】:将要捕捉的输入倾斜点位置(这里输入streamlink数据);

【入蓄积栅格数据】:流量数据;

【输出】:汇水区出水口数据

集水流域的生成

【Special Analyst工具】|【水文分析】|【分水岭】

【输入】:流向栅格数据

【输入栅格数据或要素倾斜点数据】:要素倾泻点数据或者streamlink数据

【输出】:集水流域;

C:\\Users\\cjy\\AppData\\Local\\Temp\\WeChat Files\\1913243efd70a587cca520ea57bbd8a.png

表面分析

坡度Slope

  1. 坡度生成

选择【Special Analyst工具】|【表面分析】|【坡度】;

其中Z因子设为0.00003(Z因子设置越小,结果越精细,默认为1)

C:\\Users\\cjy\\Desktop\\专题图\\梅州市坡度.jpg

  1. 重分类reclassslope

    目的:由于山地坡度分类存在等级差别,固将其值进行重分类

    1. 选择【Special Analyst工具】|【重分类】|【重分类】;
    2. 将其按如下分类为6类,分为5,15,25,35,45,83;
    山地坡度分类
    <5°平坦坡 5°~15°缓坡
    16°~25°斜坡 26°~35°陡坡
    36°~45°急坡 >45°险坡
    1. 打开重分类的栅格图层的属性表,添加【area】字段,并利用【字段计算器】输入“count*30*30”计算各级坡度所占的面积(其中count表示栅格个数,30*30是每个栅格的面积,可在原先DEM图层属性中找到)

C:\\Users\\cjy\\Desktop\\专题图\\9f2862488d6605a7272c3cf49eb3975.png

2.地表粗糙度

打开【Spatial Analysis工具】|【代数计算】|【栅格计算器】

输入公式:1 / Cos([Slope of DEM]*3.14159/180)

C:\\Users\\cjy\\Desktop\\专题图\\梅州市地表粗糙度专题图.jpg

3.剖面曲率Slope_slope

选择【3D Analyst工具】|【栅格表面】|【坡度】

【输入】:上一步的坡度的结果;

【输出】:slope_slope

C:\\Users\\cjy\\Desktop\\专题图\\梅州市剖面曲率.jpg

4.坡向Aspect

选择【Special Analyst工具】|【表面分析】|【坡向】;

C:\\Users\\cjy\\Desktop\\专题图\\梅州市坡向专题图.jpg

其中Z因子设为0.00003(Z因子设置越小,结果越精细,默认为1)

5.平面曲率Slope_aspect

选择【3D Analyst工具】|【栅格表面】|【坡度】

【输入】:上一步得到的坡向数据;

【输出】:Slope_aspect

C:\\Users\\cjy\\Desktop\\专题图\\梅州市平面曲率.jpg

6.提取等高线

选择【3D Analyst工具】|【栅格表面】|【等值线】

【输入】:mz_dem

【等值线间距】:300

【Z因子】:1

C:\\Users\\cjy\\Desktop\\专题图\\梅州市等高线.jpg

7.提取地形表面的阴影图

选择【3D Analyst工具】|【栅格表面】|【山体阴影】

生成地表阴影栅格Hillsha

进行DEM渲染

关闭除了mz_dem和hillsha以外所有图层的显示,将hillsha置于mz_dem之上

并对mz_dem图层属性进行符号化,拉伸如下:

C:\\Users\\cjy\\AppData\\Local\\Temp\\WeChat Files\\5fb586860e970032fd80956d0abac6c.png

在工具栏空白处右键,打开【效果】工具栏,设置栅格图层mz_dem的透明度为45%左右,结果如图:

C:\\Users\\cjy\\Desktop\\专题图\\梅州市地形表面阴影.jpg

8.剖面图

在工具栏空白处右键,打开【3D
Analyst】工具栏,点击【线插值】工具,跟踪一条线段,点击【剖面图】按钮,可得到要求的剖面图;

C:\\Users\\cjy\\AppData\\Local\\Temp\\WeChat Files\\8ac295a45a6d09f4bd0828e27859dc1.png

9.起伏度

选择【Special Analyst工具】|【领域分析】|【焦点统计】

  1. A

    设置统计类型为最大值maximum;

    领域类型为矩形;

    领域大小为7x7;

    得到一个领域为7x7的矩形最大值层面;

  2. B

    设置统计类型为最小值minimum;

    领域类型为矩形;

    领域大小为7x7;

    得到一个领域为7x7的矩形最小值层面;

  3. 在【Special Analyst工具】|【栅格计算器】中输入A-B,

得到一个新层面,其每个栅格的值是以这个栅格为中心的确定领域的地形起伏值。

C:\\Users\\cjy\\Desktop\\专题图\\梅州市地势起伏度.jpg

注意点:

①坐标系统为CGCS-2000