利用ArcGIS水文分析工具提取河网

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DEM包含有多种信息，ArcToolBox提供了利用DEM提取河网的方法，但是操作比较烦琐（帮助可参看Hydrologic analysis sample applications），今天结合我自己的使用将心得写出来与大家分享。提取河网首先要有栅格DEM，可以利用等高线数据转换获得。在此基础上，要经过洼地填平、水流方向计算、水流积聚计算和河网矢量转化这几个大步骤。

1．洼地填平

DEM洼地（水流积聚地）有真是洼地和数据精度不够高所造成的洼地。洼地填平的主要作用是避免DEM的精度不够高所产生的（假的）水流积聚地。洼地填平使用ArctoolBox->Spatial Analysis Tools->Hydrology -> Fill工具。

2．水流方向计算

水流方向计算就可以使用上一步所生成的DEM为源数据了（如果使用未经洼地填平处理的数据，可能会造成精度下降）。这里主要使用ArctoolBox->Spatial Analysis Tools->Flow Direction 工具。输入的DEM采用第一步的Fill1_exam1

3．水流积聚计算

这里主要使用ArctoolBox->Spatial Analysis Tools->Flow Accumulation工具流向。栅格数据就是第二步所获得的数据（FlowDir_fill1）。可以看到，生成的水流积聚栅格已经可以看到所产生的河网了。现在所需要做的就是把这些河网栅格提取出来。可以把产生的河网的支流的象素值作为阀值来提取河网栅格。

4．提取河网栅格

使用spatial analyst中的栅格计算器，将所有大于河网栅格阀值的象素全部提取出来。至于这个阀值是多少因具体情况而定。通常是要大于积聚计算后得到栅格的最低河流象素值。这里采用的是500这个值。最后生成只有0、1值的栅格数据。其中1表示是河网，0是非河网。

5．生成河网矢量

这里主要使用ArctoolBox->Spatial Analysis Tools->Stream to Feature工具.Input Stream raster 为第四步只有0、1值的河网栅格。流向栅格使用第二步所生成的栅格数据。

6．矢量河网处理

由于Stream to Feature工具.将所有栅格象素均转为矢量线段。所以要进行处理，方法是利用属性查询的方法把所有GRID_CODE为1的全部选择出来。导出就得到了由dem所生

成的河网矢量。

最后得到的河网如下图所示。但是由于是栅格转换而来。生成的河网并不是连续的矢量。可以根据需要做简单的处理。

ArcGIS Spatial Analyst包含一些从水文和地形信息中处理和获取新信息的专门工具。

当进行水流建模时,您需要了解水流的来源和去向. ArcGIS Spatial Analyst提供了用于进行地形表面汇流计算的工具, 它为描绘汇流网络和汇水盆地、流长计算以及确定水系级别等提供了必要的基础.该类数据通常用于将地形信息综合到水文模型中。

地下水工具可以用于进行简单的地下水二维水流和要素建模。达西流量（Darcy Flow）工具用于从水文地理数据中生成地下水流域。达西流量工具可以从一个点源出发，穿过流域，跟踪汇流路径。多孔喷嘴（Porous Puff）工具可用于计算水中化学物品或成分沿流域扩散的状况。

可利用的水文工具包括：

汇水量计算工具（Flow Accumulation）

汇水方向计算工具（Flow Direction）

流长计算工具（Flow Length）

填充（Fill）

下沉接收（Sink）

水系（Stream Link）

水系级别（Stream Order）

水系至特征（Stream To Feature ）

分水岭（Watershed）

达西流量（Darcy Flow）

颗粒物跟踪（Particle Track）

多孔喷嘴（Porous Puff）