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（长期更新）《零基础入门 ArcGIS(ArcMap) 》实验六----流域综合处理（超超超详细！！！）

news 来源：原创 2025/5/19 7:34:21

流域综合处理

流域综合治理是根据流域自然和社会经济状况及区域国民经济发展的要求,以流域水流失治理为中心,以提高生态经济效益和社会经济持续发展为目标,以基本农田优化结构和高效利用及植被建设为重点,建立具有水土保持兼高效生态经济功能的半山区流域综合治理模式。数字高程模型(DEM)是目前用于流域地形分析的主要数据。DEM数据中包含了丰富的地形、地貌、水文信息,它能够反映各种分辨率下的地形特征。通过DEM可以提取精准的地表形态信息,如流域网格单元的坡向、坡度、流向、汇流区域及单元格之间的关系等,它是进行径流模拟和流域控制的地形与水文数据基础。

目录

6.1 实验内容及目的

6.1.1 实验内容

6.1.2 实验目的

6.2 操作流程

6.2.1 环境设置

6.2.2生成DEM

(1)创建 TIN:

(2)TIN转DEM:

6.2.3提取集水区

(1)填洼:

(2)流向:

(3)流量:

(4)提取集水区:

6.2.4 提取河网

6.2.5 流域分析

6.2.6 制作专题图

6.1 实验内容及目的

6.1.1 实验内容

本实验以某流域为例,介绍小流域综合治理规划过程。利用等高线数据生成DEM,在DEM数据基础上提取水文要素、河网、流域范围数据,再采用ArcGIS的水文分析工具进行流域划分与统计分析,得到流域综合治理专题图。
(1)以outlet为出水口,提取出流域集水区范围,像元大小为30m。
(2)提取出流域范围内汇水面积累积量>100m’的河道,并对河网进行分级。
(3)以提取的河道网络为出水口,对流域进行子流域划分,对于面积<1hm'(1hm'=10000m’)的微小流域,按照边长最大原则进行合并处理。
(4)以表格形式统计流域中每一个子流域的地形高度特征(最小高度、最大高度、平均高度)。
(5)制作专题图,专题图要求以地形特征为背景,体现出流域河流水系和子流域分区特征并将专题图以.jpg的图片格式输出。

6.1.2 实验目的

(1)掌握数字高程模型的构建;了解基于DEM 水文分析的基本原理。

(2)熟悉水文学中出水口、子流域等基本概念;熟悉水文学中集水流域、河网等基本概念

(3)掌握ArcGIS中区域统计的方法。
(4)了解专题图的含义,掌握ArcGIS中专题图的制作方法。

首先利用等高线、高程点数据,生成DEM,然后进行水文分析,提取流向、流量、河网,流域范围数据,再提取出流域范围内的河网并对河网进行分级,利用流域分析工具对流域进行子流威划分,合并微小流域后进行统计分析,最后制作流域分析专题图。

6.2 操作流程

6.2.1 环境设置

将等高线(terlk-l)、高程点(terlk-p)、流域出水口(outlet)、研究范围(box)数据导人ArcMap中。在ArcMap主菜单中点击【地理处理】-【环境设置】,设置工作空间、输出坐标系、处理范围、像元大小等参数,环境设置如下图所示：

6.2.2生成DEM

使用等高线terlk_1和高程点terlk_p数据生成TIN,基于合理的采样间距将TIN转成DEM。

(1)创建 TIN:

点击 ArcToolbox中的【3D Analyst】-【数据管理】--【TIN】-【创建 TIN】“输人要素类”设为 terlk-l、terk-p,修改“高度字段”为“高程”,确定输出路径及名称，设置如下图：

点击【确定】,生成 TIN 数据。

(2)TIN转DEM:

在ArcToolbox中,点击【3D Analyst】-【转换】--【由TIN 转出】→(TIN转栅格】,输人TIN数据,像元大小设为30m,确定输出路径及名称，设置如下图：

点击【确定】,生成DEM 数据如下图：

6.2.3提取集水区

对已有的DEM数据,进行洼地填充,生成无注地DEM。在此基础上计算出水流方向矩阵、汇流累积矩阵,并结合出水口数据,提取栅格集水区。集水区提取流程如下所示。

(1)填洼:

在AreToolbox中点击【空间分析】--【水文分析】--【填洼】,对DEM进行填洼，填洼设置如下图所示：

填洼后结果如图：

(2)流向:

在ArcToolbox中点击【空间分析】--【水文分析】-【流向】,利用填注后的DEM获取流向数据。流向设置如下图所示：

流向结果如下图所示：

(3)流量:

在ArcToolbox中点击【空间分析】--【水文分析】-【流量】,利用流向栅格数据获取流量数据。流量设置如下图所示：

生成的汇流累积量结果如下图所示：

(4)提取集水区:

在ArcToolbox中点击【空间分析】-【水文分析】-【集水区】,输入流向和出水口(outlet)数据,提取集水区。提取集水区设置如下图所示：

结果如下图所示：

这里需要主要！！！

如果你用的实验给出的数据，将会出现下面这幅图

会发现少了很多东西，打开output属性表发现也只有一个点，那该咋办呢，其实很简单，这个output其实就是出水口点数据，大家可以回忆一下，实验五是不是也有求出水口那一步，而且刚好也是用的DEM数据，所以，大家可以退回实验五，按照上面的操作自己提取output出来。

6.2.4 提取河网

基于集水区范围,提取集水区内流向、汇流累积量。当汇流量达到一定值时,就会产生地表水流,所有汇流量大于阈值的栅格就是潜在的水流路径,由这些水流路径构成的网络,就是栅格河网。河流链接的每条弧段连接着两个作为出水口或汇合点的结点,或者连接着作为出水口的结点和河网起始点。因此,通过河流链接计算,即得到每一个河网弧段的起始点和终止点,也可以得到该汇水区域的出水点。而河网分级是一种将级别数分配给河流网络中的连接线的方法。此分级是一种根据支流数对河流类型进行识别和分类的方法。

(1)集水区流向、流量提取:在AreToolbox中点击【空间分析】->【提取分析】-【按掩膜提取】,提取出集水区域内的流向、流量数据,设置如下图所示：