水文分析应用示例

ArcGIS Spatial Analyst 扩展模块工具箱中的水文建模工具提供了用于描绘某一表面上各物理组成部分的方法。这些水文工具可用于识别汇、确定流向、计算流量、描绘分水岭和创建河流网络。下图显示的是通过高程模型生成的河流网络：

通过高程模型得到的河流网络示例

将高程栅格或数字高程模型 (DEM) 用作输入，便可以自动描绘出水系并使该水系的特征得到量化。下方几幅图片展示的是通过 DEM 计算分水岭和河流网络所涉及到的步骤。

1. 要执行水文分析的 DEM。

   输入 DEM 表面

2. 将 DEM 用作流向工具的输入参数，可确定水从每个像元流出的方向。

   确定流向。

3. 使用汇工具可识别出原始 DEM 中的所有汇点。汇通常是一个其值低于周围值的错误点或区域。上图中显示的洼地（彩色分散点）存在问题，因为流入这些洼地的水均无法流出。为确保流域制图的正确性，这些洼地可通过填洼工具进行填充。

   识别汇。

4. 通过分水岭工具可在指定位置描绘分水岭。但是，如果希望仅计算河流网络，则可忽略此步骤。

   描绘分水岭。

5. 要创建河流网络，可使用流量工具计算流到某位置的上坡像元数。上一步骤中创建的输出流向栅格数据可用作本工具的输入。

   流量输出

6. 您可以为通过流量工具得到的栅格指定阈值。定义河流网络系统是操作的第一步。要完成此任务，可使用条件函数工具或地图代数。条件函数常用语法的一个例子是 newraster = con(accum > 100, 1)。像元流入量超过 100 的所有像元均将成为河流网络的一部分。

7. 要表示网络中每一段的分级情况，请应用河网分级工具。可用的分级方法包括 Shreve 法和 Strahler 法。

   河网分级的输出

8. 通过水流长度工具可确定给定分水岭内每个像元的水流路径长度（无论是上坡还是下坡）。此方法适用于计算水流经分水岭的行程时间。

   水流长度输出