ARCgiss水文提取2.docx

利用ArcGIS水文分析工具提取河网的操作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不步骤。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_exam13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。7处理结果最后,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。水文分分析工具. 11. 数据基础：无洼地的DEM. 32. 关键步骤：流向分析. 43. 计算流水累积量. 54. 提取河流网络. 65流域分析. 96. 其它应用-降水分析(选做) 11水文分分析工具有两种途径使用水文分析功能：(1) 通过Arctoolbox：水文分析工具位于Spatial Analyst ToolsHydrology之下如果Hydrology 工具集没有出现，可以选中某个工具箱后新建一个工具集Hydrology，然后右键点新建的工具集，在出现的菜单中执行添加工具会出现如右图所示的对话框，将需要的水文分析工具添加到上面新建的工具集中。(2) 另一种方法是添加Hydrology工具栏到ArcMap中。在ArcMap中执行菜单命令：工具定制 命令点击 从文件添加按钮找到esrihydrology_v2.dll 文件注意：这个文件通常是在ArcGIS的安装路径下，默认的情况是C:Program FilesArcGISDeveloperKitsamplesSpatialAnalystHydrologicModelingVisual_BasicHydrology Modeling工具条就被加载到ArcMap，在其前面的检查框上打上勾，如下图所示。Hydrology Modeling工具条就可以显示在ArcMap中注意：以下的练习基于 Hydrology Modeling 工具1. 数据基础：无洼地的DEM在ArcMap中加载 DEM数据，执行工具条 Hydrology Modeling中的菜单命令 Hydrology Fill Sinks，在出现的对话框中将 Input Surface参数指定为 “DEM”确定后得到无洼地的DEM数据： Filled Sink1 2. 关键步骤：流向分析在上一步的基础上进行，执行工具条 Hydrology Modeling中的菜单命令 Hydrology Flow Direction ，在出现的对话框中将 Input Surface参数指定为 “Filled Sink1”确定后得到流向栅格 Flow Direction1，了解流向栅格单元的数值表示的含义是什么3. 计算流水累积量在上一步的基础上进行，执行工具条 Hydrology Modeling中的菜单命令 Hydrology Flow Accumulation ，在出现的对话框中将 Direction Raster参数指定为 “Flow Direction1”确定后得到流水累积量栅格Flow Accumulation14. 提取河流网络(1) 提取河流网络栅格：在上一步的基础上进行，打开Arctoolbox，运行工具Spatial Analyst ToolsMap Algebra单输出地图代数在 地图代数表达式中输入公式：con (Flow Accumulation1800,1)输出栅格指定为：StreamNet说明：通过此操作将流水累积量栅格Flow Accumulation1中栅格单元值（流水累积量）大于800的栅格赋值为1，从而得到河流网络栅格StreamNet1 setnull2 con3 pick up这三个命令很有用。setnull，将栅格图像中满足条件的栅格值设置为null，即nodata，这样很便于在栅格图像中删除不需要的部分。其对应Grid模块命令为setnull，格式：outgrid = setnull 5, ingrid,表示，如果ingrid5，则变为nodata，否则返回为原值。con表示条件，如果满足条件，返回为指定值1，否者返回为指定值2，Grid命令：outgrid = con 5, 10 ,100,表示，如果ingrid值5，则对应栅格值改为10，否者改为100。若100不指定，则返回为nodata。这里可以指定多个条件。pick up,我还没看到呢。ps。发现toolbox有个特点，右击命令的话可以批处理哦。得到的的河流网络栅格：StreamNet关闭除Streamnet之外的其它图层(2) 提取河流网络矢量数据在上一步的基础上进行，执行工具条 Hydrology Modeling中的菜单命令 Hydrology Stream Network As Feature ，在出现的对话框中将 Direction Raster参数指定为 “Flow Direction1”，Accumulation Raster参数指定为 “Flow Accumulation1”，Minimum Number of Cells for a Stream参数指定为 1000确定后得到河流网络矢量数据(3) 平滑处理河流网络打开编辑器工具栏，执行工具栏中的命令编辑器开始编辑，确保目标图层为河流网络图层Shape1,通过打开Shape1属性表，并选择属性表的所有行选择图层Shape1中的所有要素，也可以通过要素选择按钮 选择图层中所有要素执行编辑器工具栏中的命令编辑器更多的编辑工具高级编辑打开工具条：高级编辑，点击其上的平滑按钮（下图中前头所指）：在平滑处理对话框中输入参数允许最大偏移：3得到平滑后的河流网络矢量图层，执行命令: 编辑器停止编辑，保存所做修改。比较平滑处理后的数据与没有进行处理过的数据5流域分析在上一步的基础上进行，执行工具条 Hydrology Modeling中的菜单命令 Hydrology Watershed ，在出现的对话框中将 Direction Raster参数指定为 “Flow Direction1”，Accumulation Raster参数指定为 “Flow Accumulation1”，Minimum Number of Cells for a Stream参数指定为 2000确定后得到流域栅格 Watershed1打开空间分析 工具栏，执行命令:空间分析转换栅格到要素 将流域栅格转换成为矢量图层，按下图所示指定参数：得到矢量数据：WaterShed.shp设置图层Watershed属性符号后得到类似上图的效果