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流域水系是研究水文水资源、地貌演化和生态环境及水土治理等的基础数据,高精度的水系提取对流域研究十分重要。本文以空间分辨率均为30 m的 AW3D30 DSM、SRTM1 DEM和ASTER GDEM2数字高程模型作为基本的地形数据,基于SWAT模型提取犟河流域水系,通过河网“套合差”、水系相对误差、Google Map水文数据及蓝线河网对提取结果进行误差分析与综合评价,探讨河道剖面和地形特征对水系提取精度的影响。结果表明：① 集水面积阈值是决定河网水系提取精度的关键参数,阈值越大,提取的河网密度越小,反之提取的河网密度越大;② 基于河网密度与集水阈值二阶导数的幂函数与直线相切的数学求值方法确定流域最佳集水面积阈值,能避免最佳集水阈值取值的主观性,提取的河网水系与实际河道相符;③ AW3D30 DSM数据提取的流域河网水系与Google Map高分辨率影像的水系偏差最小,且AW3D30 DSM数据提取的水系与蓝线河网的河网“套合差”和水系相对误差值均最低,能真实反映中低山丘陵山区流域水系发育的疏密程度,吻合度最好;④ 多源DEM数据提取结果均显示为河床比降大和横剖面曲线为窄深式的“V”形河谷提取的水系精度高于河床比降小和横剖面曲线为 “碟”形河谷的提取精度;⑤ AW3D30 DSM数据的地形起伏和坡度标准差最大,有利于山区河网水系的提取。因此,基于SWAT模型和AW3D30 DSM数据提取的山区流域水系可最大限度反映流域水系的真实情况,精度最高,此方法和数据源可应用于中低山丘陵山区流域的水系提取研究。 相似文献
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基于DEM的澜沧江流域水文信息提取方法的研究 总被引：10，自引：0，他引：10
从DEM中提取地形、地貌信息是当今GIS空间分析领域中的一个重要方面。而河网提取、子流域划分以及分布式水文模型等对水文地理信息的分析、模拟技术和方法更是其中的难点。本文针对常用的水系提取方法,简单介绍其基本原理,并对澜沧江流域进行了水文信息提取试验,对试验结果进行了比较和分析。 相似文献
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以DEM提取流域水系河源的最小误差分析 总被引：2，自引：0，他引：2
目前,以水文模型提取流域水系已成为水文科学研究中的热点问题。但用DEM提取流域水系的方法不能解决流域水系唯一性的问题。故本文在没有流域纸质水系图或遥感数据的前提下,提出以DEM提取流域水系的河源最小误差法,即通过建立实际河源与提取水系河源两点之间的距离误差与网格数大小的相互关系,以两点之间误差最小为原则解决流域水系提取唯一性问题。以晋江流域为例,30m分辨率的数字高程模型(DEM)为基础数据,采用河源最小误差法提取了晋江流域水系。结果表明,最小河流长度为42m时,实际河源与提取水系河源的距离误差达到最小,相应的晋江流域的水系分维值为1.389,表明该法是提取流域水系较合理可行的算法。 相似文献
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在全球变化背景下,湖泊水文的动态变化不仅是评估和预测气候与环境变化的重要指示剂,同时对社会可持续发展、水资源的开发与利用、生态文明建设等产生重要影响。湖泊水文的动态变化受到湖滨及湖底地形的控制,数字高程模型（DEM）成为湖泊水文研究的重要数据源。随着遥测技术的发展,高分辨率、区域/全球大尺度DEM数据的获取手段快速发展、数据源不断丰富,DEM对推动湖泊水文动态研究进展起到了关键作用。本文首先基于Web of Science平台对DEM在湖泊水文动态研究中的相关文献进行了分析,阐述了该主题现有研究在发文时间、发文数量增减态势、研究区域与热点地区、文献所涉及的DEM数据等方面的特点。接着,围绕着DEM在湖泊水文动态的研究中4个主要方向：湖泊水域变化、湖泊水位变化、湖泊水量变化、湖泊水文灾害情势,重点总结：DEM与其他遥感观测平台、实地观测及模型模拟等多源数据的融合策略,数字地形分析与水文学分析、遥感影像分析等方法的集成策略,以及DEM数据不确定性等对湖泊水文变化研究的影响。最后,本文论述了目前DEM在湖泊水文研究中存在的关键问题,并结合技术发展趋势和研究热点问题,提出了可能的解决路径和未来的研究前景。 相似文献
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基于DEM与DLG的福建省地貌形态自动分类 总被引：1，自引：0，他引：1
以福建省1:10万的DLG(Digital Line Graphic,数字线划图)和DEM(Digital Elevation Model,数字高程模型)为基础,在ArcGIS软件支持下,依据坡度和面积组合指标,将福建省地貌形态单元分为平缓地和山丘地;提取地形图中水系与等高线的高程点交集,构建了福建省地方相对基准面,并以流域水文分析方法提取了山丘地地貌形态实体单元;把平缓地和山丘地貌形态实体单元分别与地方侵蚀基准面叠加,参照"中国1:100万地貌制图规范",将福建省地貌形态类型分为平地、台地、低丘、高丘、低山、中山。研究结果表明:该方法符合福建传统地貌分类体系,能够较好快速实现平缓地与山丘地、平地(平原)与台(阶)地的自动划分,有效地提取山丘地貌形态实体单元的界线。 相似文献
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基于DEM的沟谷特征点提取与分析 总被引：2，自引：0，他引：2
沟谷特征点是反映沟谷地貌空间形态分布的重要点位,也是研究沟谷地貌演化过程与机理的关键要素。因此,对不同沟谷特征点的有效提取,是沟谷形态研究的重要基础。本文采用DEM及其在水文分析中的多种衍生数据,通过流向追踪、邻域特征判断等一系列方法,实现对径流节点、径流源点、汇流源点、潜在裂点与流域出口点的快速、准确提取。同时,对沟谷特征点进行有效分级,本文基于Strahler河流分级法建立了相应的分类标准,对沟谷特征点进行了自动分类。通过使用陕西省宜君典型样区5m分辨率的DEM数据进行实验,发现新算法计算效率高,结果准确,对潜在裂点也进行了有效探测,验证了算法的有效性。最后,对特征点提取的数据影响进行了详细分析。 相似文献
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地貌分类在指导人类建设活动的规模与布局中有着重要的意义。然而,传统的基于数字高程模型(DEM)的地貌分类方法使用的地形因子和考虑到的地貌特征往往比较单一。本文提出了一种基于流域单元的地貌分类方法,该方法考虑了流域单元的多方面特征,包括基本地形因子统计量、地形特征点线统计量、小流域特征和纹理特征。本研究首先基于DEM进行水文分析将研究区域划分成不同的小流域。然后利用数字地形分析提取29个不同方面的特征来表征流域的形态,并基于随机森林(RF)算法进行了特征选择和参数标定。RF是一种基于决策树算法的集成分类器,能有效地处理高维数据,分类精度高。最后选择训练集小流域对RF分类器进行训练,使用训练完成的分类器对整个研究区域的地貌进行分类,研究地貌分异的规律。该实验在我国陕北黄土高原典型黄土地貌区域的地貌分类中取得了较好的结果,结果表明不同的地貌之间存在明显的区域界线,特定的地貌类型在空间上表现出明显的聚集性。通过人工判读进行验证的分类精度达到了85%,Kappa系数为0.83。 相似文献
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ARC/INFO是一个GIS数据生成、更新、查询、制图和分析的系统软件。本文主要介绍ARCINFO中对属性表操作的基本命令,以及对数字化后的COVERAGE进行修改和编辑的基本操作方法、步骤,便于今后更高效便捷的使用ARCINFO地理信息软件。 相似文献
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河网是地形结构的核心要素,能够有效地反映DEM对地表形态的刻画能力。实现不同分辨率条件下DEM河网相似性测度对DEM地形综合、DEM质量评估及DEM不确定性分析等研究具有重要意义。基于此,本文以黄土高原典型样区为研究区,基于5 m高精度DEM建立的多分辨率DEM数据集,构建了地形特征自适应的DEM河网自动提取方法,建立了综合拓扑关系、方位关系、距离关系及属性特征四维信息的河网相似性度量模型,并分析了河网相似性变化特征及其与地形参数的相关性。实验结果显示,河网自动提取方法的制图精度和用户精度均在90%以上,总体精度优于Passalacqua等提出的GeoNet方法,能够有效实现不同分辨率下河网较高精度提取;河网相似性度能综合反映河网空间分布特征的差异性,河网相似度与分辨率变化率之间的幂函数关系R2达0.978,且河网相似度与高程、坡度中误差分别表现为幂函数和对数函数关系,后者对数关系显著性优于前者幂函数关系。研究表明,在以河网作为DEM构建重要数据源的背景下,本文的研究成果可为DEM质量及其应用适宜性的定量评价提供基础。 相似文献
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秃尾河流域表生生态环境现状评价 总被引：1，自引：0，他引：1
以地下水为主线,开展流域表生生态环境评价的方法研究尚处于发展之中。以秃尾河流域为例,紧紧围绕地下水这条主线,在建立流域表生生态环境递阶层次评价指标体系和评价标准的基础上,尝试采用模糊综合评判方法与模糊迭代自组织数据分析技术相结合,开展流域表生生态环境现状评价。评价结果表明,流域生态环境现状总体较好,其中盖沙丘陵区、河流源头和河谷阶地区及沙漠区是水资源与生态环境保护的重点,这些研究为评价生态环境脆弱区水资源开发利用对表生生态环境的影响以及保护流域水资源与生态环境提供了科学依据。评价结果与流域生态环境实际更为吻合,规律性更明显。 相似文献
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中国流域的SRTM30数据提取与计算 总被引：2，自引：0，他引：2
本研究基于SRTM30数字高程模型数据,在运用D8算法计算流向的基础上,采用两种不同的方案分别提取中国的数字流域。一种是以中国国界为流出边界提取的详细的中国流域图,另外一种是将与中国接壤的周边地区包括在内提取出中国及邻近地区的流域分布图。结果表明,将与中国接壤的周边地区包含在提取范围内,得出的流域分布更能反映真实情况,对于国际间流域分布研究有着很重要的参考意义。而以中国国界提取出来的数字流域,虽然为国内相关研究广泛应用,但这种方法割裂了流域在地理上的天然联系。经过计算,采取第二种方法提取的中国范围内面积大于50 000km2的独立流域一共有23个,占总的流域面积的82.09%,与传统的中国流域划分不同的是,内陆河流域是中国第一大流域,由于处于干旱少雨的地区,该流域为人们所忽视,紧随其后的是长江、黄河、松花江、嫩江等主要流域。面积的估算理论误差在0.25%到1.73%之间。SRTM30数据质量高,1km的分辨率很适合像中国地区这样大范围的流域提取。并且可以采用更高分辨率的数据,继续进行水系的提取及其分级,从而提取出更精细的流域边界和水系分布。 相似文献
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四川省小流域泥石流危险性评价 总被引：1，自引：0，他引：1
泥石流危险性评价是泥石流防灾减灾的重要内容。本文以四川省为研究区,以DEM为数据源,通过提取水流方向,计算汇流累积量,实现四川省小流域划分。基于收集的已查明泥石流流域资料,分析了泥石流孕灾环境与成灾特点,选择流域高差、流域面积为指标,建立基于能量条件的潜势泥石流流域判识模型,对划分的小流域进行判识,识别出7798个小流域具备泥石流发生所需能量条件,面积为31.1×104 km2,占四川省总面积的64.18 %。进而建立了泥石流危险性评价指标体系和可拓物元模型,开展了小流域泥石流危险性评价,划分了危险度等级,得到中度、高度、极高危险区的小流域个数分别为1946、1725和1002个,面积分别为9.1×104、7.7×104和3.4×104 km2,中度以上危险区面积共20.2×104 km2,占四川省总面积的41.67%。最后对评价结果可靠性和各等级泥石流危险区在各地市级行政区、各大流域的分布进行了分析。其结果对促进泥石流判识与危险性评价理论,区域泥石流防灾减灾与山区可持续发展等具有重要的理论和现实意义。 相似文献
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Floods are one of the most common natural hazards occurring all around the world. However, the knowledge of the origins of a food and its possible magnitude in a given region remains unclear yet. This lack of understanding is particularly acute in mountainous regions with large degrees in Sichuan Province, China, where runoff is seldom measured. The nature of streamflow in a region is related to the time and spatial distribution of rainfall quantity and watershed geomorphology. The geomorphologic characteristics are the channel network and surrounding landscape which transform the rainfall input into an output hydrograph at the outlet of the watershed. With the given geomorphologic properties of the watershed, theoretically the hydrological response function can be determined hydraulically without using any recorded data of past rainfall or runoff events. In this study, a kinematic-wave-based geomorphologic instantaneous unit hydrograph (KW-GIUH) model was adopted and verified to estimate runoff in ungauged areas. Two mountain watersheds, the Yingjing River watershed and Tianquan River watershed in Sichuan were selected as study sites. The geomorphologic factors of the two watersheds were obtained by using a digital elevation model (DEM) based on the topographic database obtained from the Shuttle Radar Topography Mission of US’s NASA. The tests of the model on the two watersheds were performed both at gauged and ungauged sites. Comparison between the simulated and observed hydrographs for a number of rainstorms at the gauged sites indicated the potential of the KW-GIUH model as a useful tool for runoff analysis in these regions. Moreover, to simulate possible concentrated rainstorms that could result in serious flooding in these areas, synthetic rainfall hyetographs were adopted as input to the KW-GIUH model to obtain the flow hydrographs at two ungauged sites for different return period conditions. Hydroeconomic analysis can be performed in the future to select the optimum design return period for determining the flood control work. 相似文献
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MIKE BASIN支持下的流域水文建模与水资源管理分析——以西藏达孜县为例 总被引：1，自引：0，他引：1
基于ArcView GIS平台,利用流域水资源规划管理软件工具MIKE BASIN,以西藏达孜县为试验区,采用50×50m格网DEM数据,开展拉萨河流域内的地表水的产汇计算,并进行流域水资源合理配置研究。本文建立了流域供需水的空间分析网络,对各汇流区进行流域模拟分析,研究结果以直观的专题图表显示,为本区的流域水资源管理提供了可视化的研究框架。 相似文献
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A land surface region can be decomposed into a series of watershed units with a hierarchical organizational structure. For loess landform, the watershed is a basic spatial–structural unit that can express natural landforms, surface morphology characteristics, spatial organization and developmental evolution. In this research we adopted the concept of node calibration in the watershed structure unit, selected six complete watersheds on China Loess Plateau as the research areas to study the quantitative characteristics of the hierarchical structure in terms of watershed geomorphology based on digital elevation model(DEM) data, and then built a watershed hierarchical structure model that relies on gully structure feature points. We calculated the quantitative indices, such as elevation, flow accumulation and hypsometric integral and found there are remarkably closer linear correlation between flow accumulation and elevation with increasing gully order, and the same variation tendency of hypsometric integral also presented. The results showed that the characteristics of spatial structure become more stable, and the intensity of spatial aggregation gradually enhances with increasing gully order. In summary, from the view of gully node calibration, the China Loess watershed structure shows more significantly complex, and the developmental situation variation of the loess landforms also exhibited a fairly stable status with gully order increasing. So, the loess watershed structure and its changes constructed the complex system of the loess landform, and it has the great significance for studying the spatial pattern and evolution law of the watershed geomorphology. 相似文献
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基于DEM的黄土地貌逼近度因子构建及特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
沟谷源点作为沟沿线上最为活跃的部位,其分别到上游分水线、下游沟谷线的流线空间比对关系,是表征三线空间结构的重要突破口。它在空间上向流域分水线逼近的程度,是量化黄土流域地貌系统发育程度的重要切入点。为探究黄土地貌区流域沟谷源点向流域分水线逼近的程度,揭示黄土流域地貌发育进程及该进程所表现的主要侵蚀方式,本文从水平和垂直2个维度,构建量化三线空间结构关系的核心因子--逼近度(PI),其中包括水平逼近度(HPI)和垂直逼近度(VPI),基于5 m分辨率数字高程模型,在陕北黄土高原遴选了包含16种地貌类型的42个样区,利用数字地形分析方法,探讨其平均值(MHPI, MVPI)的空间分异规律。另外,选择其中南北序列分别代表黄土塬、残塬、梁状丘陵沟壑和峁状丘陵沟壑区的淳化、宜君、甘泉和绥德4个地区,完备包含一至五级别沟谷的典型流域为重点实验样区,探讨陕北黄土高原流域尺度平均逼近度变异指数(MPIV)序列性特征。实验结果表明:①陕北黄土高原平均逼近度(MPI)存在强烈的空间自相关,MHPI在南北序列上先增大后减小,东西方向上逐渐减小,在黄河沿岸峡谷丘陵区MHPI达到最大;MVPI由西南-东北先减小后增加,由西北-东南逐渐减小,在渭北黄土台塬区达到最小;②在流域尺度上,MPIV值的正负与黄土塬区、丘陵沟壑区敏感相关;③4个重点样区MHPI、MVPI与其它地形因子存在南北序列上的一致性。104个外部汇流区平均水平逼近度与平均坡度相关性较好(P=0.43, a<0.001),平均垂直逼近度与面积高程积分强烈相关(P=0.75, a<0.001)。平均逼近度指标综合考量了黄土高原地区最典型的三条具有结构控制意义特征线的空间关系,对黄土地貌的发育程度有明显的指示性意义。 相似文献