arcgis做坡度坡向

用ArcMap9.x 做地形分析：高程、坡度、坡向来源：刘秀的日志

利用ArcGIS水文分析工具提取河网水系的方法.docx

利用ArcGIS水文分析工具提取河网水系的方法 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。

ArcGIS环境下基于DEM的水文特征提取研究

论文题目ArcGIS环境下基于DEM的水文特征提取研究姓名所在学院专业班级学号109042010006 指导老师二○一三年一月四日

数字高程模型10GIS姜婷109042010006 ArcGIS环境下基于DEM的水文特征提取研究 ——以闽江流域建溪水系为例姜婷（福建师范大学地理科学学院，福建省福州市350108）摘要：选择闽江流域建溪水系为研究对象,以数字高程模型DEM(Digit Elevation Models)为基础,利用ArcGIS软件的水文分析工具从DEM数据中提取研究区域的流域水文特征的详细过程。主要包括:DEM的生成和预处理、水流方向的确定、水流累积量提取、河网的提取和子流域的划分。结果表明，利用该方法提取的河网与利用手工方法提取的河网基本一致，从而证明该方法具有较高的精度。关键词：数字高程模型；水文特征；ArcGIS；提取；建溪水系 21世纪以来水资源危机日益突出，水文模型已经成为目前国内外水文学研究的热门课题。随着“3S”技术的发展，为水文科学注入了新的血液。目前水文模拟技术趋向于将水文模型同GIS 与RS集成，以便充分利用GIS在数据管理、空间分析及可视性方面的功能。数字高程模型DEM (Digital ElevationModel)是用一组有序数值阵列形式表示地面点的平面坐标(x,y)和高程z的一种实体地面模型。它包含了大量的地理信息,是构成GIS的基础数据，其用途十分广泛,利用DEM可以提取流域的许多重要水文特征参数，如坡度、坡向、水沙运移方向、汇流网络、流域界线等。目前,利用DEM进行流域分析的工具很多,ArcGIS的水文分析模块(Hydro logymodel)是美国环境系统研究所公司(ESRI)为ArcGIS推出的一个水文分析模块,主要用于地形和河流网系的提取和分析,实现地形模型可视化,其强大的流域特征分析功能可以满足各种流域DEM处理的需要。 1流域概况建溪是闽江上游三大溪中最大的溪流，是一个树枝状水系。水系源头在武夷山脉和仙霞岭余脉，南平以上流域面积16396平方公里，占闽江流域的27%。河系贯通崇安、建阳、浦城、松溪、政和、建瓯、南平七个县市。河流总长635.6公里，流域内有大小溪流120多条。流域内气候温和湿润，处于高雨区，年平均降雨量1800～2200毫米。建溪的年均流量每秒521立方米，年径流量164亿立方米，约占闽江总流量的1/3。流域内山区海拔差异明显,因而该水系具有河流比降大、源短流急、易发洪水等特点。本文基于该流域的数字高程提取流域水文信息为不同尺度的水文模型提供参数,并可满足各种水文模拟的应用需求。 2基于DEM的流域水文信息提取流域水文信息是进行水文模拟的必要信息，提取流域信息也是构建现代化水文模型、进行水文模拟以及其他相关研究的前提。作为研究水文模型和水文状态变量空间分布的基础数据,DEM 的一个重要用途就是提取地貌指数。本文采用ArcGIS中的水文分析模块进行流域水文信息的提取。流域水文特征提取的主要过程包括：DEM 的生成和预处理、水流方向的确定、汇流累积量的计算、河网的提取和子流域的划分。 2.1DEM数据的来源和预处理本文的栅格DEM数据采用国际科学数据服务平台（https://www.360docs.net/doc/2f1928982.html,/index.jsp）提供的SRTM90米空间分辨率基础高程的数据。根据闽江流域建溪水系的经纬度坐标,确定出该数据的列号为60行号为7。首先利用ArcGIS软件切出建溪流域所在区域的DEM，其中包括崇安、建阳、浦城、松溪、政和、建瓯、南平七个县市，从而生成本实验所需的DEM数据，见图1。

ArcGIS Hydrology水文分析-基本原理

ArcGIS Hydrology水文分析功能介绍(1)-基本原理 1.基本原理 DEM是数字高程模型的英文简称(Digital Elevation Mode)，是流域地形、地物识别的重要原始资料。自20世纪60年代以来,在利用数字高程模型DEM提取流域水文特征,模拟地表水文过程方面,国内外都开展了大量的研究。 1.1基于DEM进行流域分析的原理从DEM提取流域特征，一个良好的流域结构模式是确定算法的前提和关键。1967年ShreveL¨描述的流域结构模式一直被后来的水文学者所引用．并设计了一些成熟的算法。 Shreve使用一个具有一个根的树状图来描述流域结构(如图 1 流域结构模式图所示)。在这个结构中，主要包括两个部分，一部分是结点集，一部分是界线集。沟谷结合点和沟谷源点共同组成一个沟谷结点集。所有的沟谷段组成沟谷段集，形成一个沟谷网络；所有的分水线段组成分水线段集，形成一个分水线网络；沟谷段集和分水线段集共同组成界线集。沟谷网络中的每一段沟谷都有一个汇流区域，这些区域由流域分水线集来控制。外部沟谷段有一个外部汇流区．而内部沟谷段有两个内部汇水区，分布在内部沟谷段的两侧。整个流域被分割成一个个子流域．每个子流域好象是树状图上的一片“叶子”。 Shreve的树状图流域结构模型是简单明确的．虽然沟谷网络的结点模型和线模型与在栅格DEM中用于表示沟谷结点和沟谷线的栅格点和栅格链之间存在着拓扑不一致性。但它给出了沟谷网络、分水线网络和子汇流区的定义，明确表达了它们之间的相关关系，成为设计流域特征提取技术的基础。

1.2 常用算法流向判定建立在3×3 的DEM 栅格网的基础上，其方法有单流向法和多流向法之分，但单流向法因其确定简单、应用方便而应用广泛。 1.2.1 单流向法单流向法假定一个栅格中的水流只从一个方向流出栅格，然后根据栅格高程判断水流方向。目前应用的单流向法是D8法。此外，还有Rho8 方法、DEMON 法、Lea 法和D∞ 法等。最常用的是D8 法：假设单个栅格中的水流只能流入与之相邻的8 个栅格中。它用最陡坡度法来确定水流的方向，即在3×3 的DEM 栅格上，计算中心栅格与各相邻栅格间的距离权落差（即栅格中心点落差除以栅格中心点之间的距离），取距离权落差最大的栅格为中心栅格的流出栅格。所谓最陡坡度法的原理是假设地表不透水，降雨均匀．那么流域单元上的水流总是流向最低的地方“窗口滑动指以计算单元为中心，组合其相邻的若干个单元形成一个窗口”，以“窗口”为计算基本元素，推及整个DEM，求取最终结果。目前应用最广泛的是基于流向分析和汇流分析的流域特征提取技术。Jenson and Domingue (1988)设计了应用该技术的典型算法，该算法包括3个过程：流向分析，汇流分析和流域特征提取。 1) 流向分析：以数值表示每个单元的流向。数字变化范围是1～255。其中1：东；2：东南；4南；8：西南；16：西；32：西北；64：北；128：东北。除上述数值之外的其它值代表流向不确定，这是由DEM中洼地”和“平地”现象所造成的。所谓“洼地”即某个单元的高程值小于任何其所有相邻单元的高程。这种现象是由于当河谷的宽度小于单元的宽度时，由于单元的高程值是其所覆盖地区的平均高程，较低的河谷高度拉低了该单元的高程。这种现象往往出现在流域的上游。“平地指相邻的8个单元具有相同的高程，与测量精度、DEM单元尺寸或该地区地形有关。这两种现象在DEM 中相当普遍，Jenson and Domingue 在流向分析之前，将DEM进行填充；将“洼地”变成“平地”，再通过一套复杂的迭代算法确定“平地”流向。流向分析过程如图所示。 2) 汇流分析：汇流分析的主要目的是确定流路。在流向栅格图的基础上生成汇流栅格图．汇流栅格上每个单元的值代表上游汇流区内流入该单元的栅格点的总数，既汇入该单元的流入路径数(NIP)，NIP较大者，可视为河谷，NlP等于0，则是较高的地方，可能为流域的分水岭。

ArcGIS提取斜坡单元步骤详解要点

斜坡单元地质灾害危险性区划中常用的单元类型有网格单元、地域单元、均一条件单元、子流域单元、斜坡单元等。其中: 网格单元形状较规则，便于实现快速剖分，离散后得到的矩阵形式的数据有利于进一步运算，但是不能完全反映地势起伏，与地质环境条件联系不够紧密; 均一条件单元没有考虑不同区域的地质环境条件差异; 子流域单元适用于泥石流灾害危险性区划，对滑坡、崩塌等则不适用。斜坡单元是滑坡、崩塌等地质灾害发育的基本单元，并且在各类控制或影响因素中，河流和沟谷的发育阶段对滑坡、崩塌的形成具有明显的控制作用，因此采用基于幼年期沟谷划分的斜坡单元作为评价单元，可以与地质环境条件紧密联系，综合体现各类控制或影响因素的作用，使评价结果更贴近于实际。因此，在满足DEM 精度要求的前提下，斜坡单元划分较适用于地质灾害危险性区划【1】。斜坡单元划分原理斜坡单元划分的实质是基于DEM 的地表水文分析，包括正反地形无洼地DEM 的生成、水流方向的提取、汇流累积量的计算、河网的生成、集水流域的生成等关键步骤，其基本原理是利用正反地形分别提取山谷线和山脊线( 分别对应于汇水线和分水线)，把生成的集水流域与反向集水流域融合，再经后期处理人工修改不合理的单元，最终得到的由汇水线与分水线所组成的区域即为斜坡单元。斜坡单元划分流程见图【1】。

ArcGIS划分斜坡单元操作步骤 1、生成无洼地DEM ——原理：DEM 是一种比较光滑的地形表面模型，由于DEM 误差以及一些真实地形的存在，使DEM表面存在一些凹陷的区域，在进行水流方向计算时往往会导致不合理的甚至错误的水流方向，因此计算前应先对原始DEM数据进行洼地填充，得到无洼地的DEM。基本过程是: 首先，利用水流方向数据计算出DEM 数据中的洼地区域和洼地深度;其次，依据洼地深度并参考真实地形，确定填充阈值对洼地进行填充; 再次，一次洼地填充完毕后又会产生新的洼地，因此需要重复上述过程，反复填充【1】。 ——操作：填洼

利用ArcGIS水文分析工具提取河网的具体操作

利用ArcGIS水文分析工具提取河网的操作ArcGIS 水文分析工具提取河网 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->Hydrol ogy->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DE M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。

ArcGIS中坡度、破向的计算过程

地理信息系统作业报告一、作业内容概述使用课程文档中提供的DEM数据，进行以下分析: 1.计算坡度，并按照坡度的划分标准进行分级（请查阅坡度分级标准）。统计各坡度分级所占的面积比例 2.计算坡向，并根据坡向划分结果，统计阴坡、阳坡、半阴坡、半阳坡所占的面积比例 3.统计各海拔区段中（以1000m间隔为分段）的各坡度及坡向级别所占的面积比例。二、工作方法及技术流程工作方法：打开ArcGIS软件，导入课程文档中提供的DEM数据，将其地理坐标转换为投影坐标；进行坡度计算，并根据坡度分级标准进行重分类，统计各坡度分级所占的面积比例；进行坡向计算，并根据坡向划分标准进行重分类，统计阴坡、阳坡、半阴坡、半阳坡所占的面积比例；对投影转换后的DEM数据按照0-1000、1000-2000、2000-3000米的标准进行重分类；把DEM重分类数据与坡度重分类数据进行地图代数相加运算；把DEM重分类数据与坡向重分类数据进行地图代数相加运算，统计各海拔区段中（以1000m间隔为分段）的各坡度及坡向级别所占的面积比例。技术流程：第一步：打开ArcMap软件，导入gis_121数据，将原有的地理坐标体系转换为投影坐标体系；

第二步：根据投影坐标转换后的DEM数据进行Slope坡度计算；

第三步：将坡度计算结果进行重分类，共分为六级，微坡0°-5°，较缓坡5°-8°，缓坡8°-15°，较陡坡15°-25°，陡坡25°-35°，急陡坡>35°；

第四步：根据投影坐标转换后的DEM数据进行Aspect坡向计算；

第五步：将坡向计算结果进行重分类，共分为八级，平面-1为NoData，阴坡0-45为1，半阴坡45-90为2，半阳坡90-135为3，阳坡135-225为4，半阴坡225-270为2，半阳坡270-315为3，阴坡315-360为1；第六步：将投影坐标转换后的DEM数据进行重分类，分为三级，间隔为1000m

利用CAD地形图在ARCGIS中做坡度分析的步骤

利用CAD地形图在arcgis 中做坡度分析主要分为 3 个步骤： . 提取等高线； . 利用等高线生成TIN 或DEM； . 利用TIN 或DEM 做坡度分析，坡向分析等。详细操作步骤：（版本arcgis 9.3 英文版）一提取等高线文件 1. 启动arcmap ，添加CAD 数据文件 Layer（右键）——Add Data

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ArcGIS教程34种ArcGIS常用操作技巧大汇总04栅格数据坡度坡向分析

20、ArcGIS延长线工具(批量处理未闭合线) 对于本应闭合的多义线或者线段终点本应于另一个线段相交，但是由于误差导致没有相交。可以对要素图层进行批量延长，需要设置容差值。 21 、ArcGIS地图表达之建筑物阴影效果（百度地图）需要把面图层放到个人数据库mdb中才可以。右击多边形要素—转换为制图表达convert symbology representation，然后对打开制图表达的属性对话框，设置其颜色和偏移量即可。但是必须保存该工程后设置的地图阴影才会保存，因为该制图表达并不是存在数据库中，而是可以理解为一种渲染，保存在mxd文件中。（当然也可以对多边形复制一份，然后对其进行移动editortool—>move 达到阴影效果，但是这样增加了数据量。） 22、ArcGIS DEM(TIN)生成等高线文件例如如果输入数据为img，可以通过3D analyst toolsàconversionàfromraster àrasterto TIN转成TIN；然后通过3D analyst toolsàterrain and TIN surface àsurfacecontour转为等值线；由于等值线间隔比较棱角，可以通过advancedediting高级编辑工具中的平滑工具(光滑线)进行平滑处理。如果等高线的点过少可以进行editingtools--加密density方法加密。 23、ArcGI中DEM生成等高线文件在生成等高线文件时，建议使用3Danalyst toolsàrastersurfaceàcontour工具，对栅格图形提取等高线。该方法生成的等高线稍微圆滑些，精度也稍微高些。

如何利用ArcGIS10.0通过cad数据制作地表高程、坡度、坡向分析图

如何利用ArcGIS10.0软件通过cad 数据制作高程、坡度、坡向分析图

Arcgis的应用 ----地表高程、坡度、坡向分析如今科技高速发展，而3S技术也正在我们的规划设计中发挥着它巨大的力量，本文以遂平县嵖岈山温泉小镇农业观光园的规划为例，利用arcgis软件，通过对测量数据的处理，来制作地表高程、坡度、坡向分析，使所规划场地的地形现状直观地呈现在我们面前。 1.打开cad原始数据，用qselect命令，选择我们需要的ZDH图层，并复制

2.在湘源控规里利用地形命令，通过字转高程，把输入的点文本，转为点数据，这时候，点击任意一个点，可以看到它已经具有标高，把数据另存文件 3.打开Arcmap10，通过添加数据把cad数据导入 4.把图层里除了Polygon以外的其他数据移除，并将数据右键导出

5.打开导出的数据，用ArcTool Box→数据管理工具Data Management→投影和变换→定义投影→选择Projected Coordinate Systems文件下Gauss Kruger→Xian1980→114E坐标系 6.由于现在数据要素都是以面域形式出现，所以需要用ArcTool Box→数据管理工具Data Management→要素→要素转点。 7.利用刚得到的数据创建TIN，生成tin数据

8.右键tin数据，点击属性，在符号系统里，添加显示内容（以表面高程为例） 9.调整色带颜色，并定义分类，这里采用定义的间隔分类方法，间隔大小为2米。

10.调整到布局视图，调整打印页面局部和页面大小，插入图例，编辑图例和标题，调整比例尺和指北针，然后导出地图，形成图纸文件（保存BMP位图） 11.符号分类里分别显示坡度、坡向，然后布局视图，插入标题、图例，比例尺，指北针。后附遂平县嵖岈山温泉小镇农业观光园高程、坡度、坡向分析图。

自编城市规划Arcgis10.0做地形高程、坡度、坡向分析图--超细致版

一、处理cad地形图在CAD里把带有标高的地形线保留，其余删除；或者保留高程点（gcd）；也可通过湘源将标高数字转化成高程点。导入GISMAP的时候只需地形线或高程点。以下以等高线为例：二、根目录存放处理好的cad地形存放在硬盘根目录里文件夹名称不要含数字，避免不测，如：三、在ArcMap里添加数据打开ArcMap------“添加数据” 四、选择“连接到文件夹”，指定到地形所在的文件夹五、双击载入线要素CAD地形线里Polyline要素,“添加” 过程中会蹦出未知参考空间，不用管，点确定就好。六、点开Arctoolbox工具箱，里面一堆的各种工具七、点选3Analyst工具箱里的“TIN管理”---“创建TIN”

输出TIN一栏里新建TIN生成后存放的位置和名称，这里依旧选取DX 文件夹,取名为TIN1,保存输入要素类里点击黑箭头，选取要做地形分析的地形线要素，双击确定然后稍加等待（视地形复杂程度），右下角会显示正在创建TIN.,并且最终弹出创建TIN成功√或者失败×的提示。生了高程图八、调整地形色彩：新生成的地形默认的色彩模式，要调整其颜色，就回到左侧边栏“内容列表”中，在“tin1”图层中选择“高程”，“图层属性”中选“符号系统”，在“色带”里选择适合的颜色。地形变现过于生硬，可将“边类型”可勾消。

原来DX线要素图层也可勾消生成适合的彩色高程图：九、生成坡度、坡向图: 在图层属性中左侧有“添加”，里面有关于坡度、坡带的选项，对应分别会生成带有分级色带的坡度和坡向。 TIN图层中生成的坡度、坡向以及高程图是层叠关系，可通过是否勾选，来确定显现哪个图层。十、色带分级图层属性的符号系统中默认的色带分级为9，如下图右边。可点击黑箭头选择色彩分级精度。十一、高程图的输出 Arcmap窗口的左下角有两个小的模式符号，默认都是在“数据模式”中制图，点取旁边就转到“布局视图”。或者在工具栏上通过“视图“----选择”布局视图“

Arcgis流域水系提取步骤

网址: 2、拼接DEM图形喇ArcTocIbox 完成图：（保存为XXfill） 4、流向计算依次选中 □唏Spatial Analyst Tools 完成图：（保存为XXdir） 5、汇流累积量计算依次选中3 Q Spatial Analy&tTools 依次选中 I-）尊Ddta Management Tools 完成图：（保存为XXdem） 3、填洼吕野Spatial Analyst 1 ools 依次选中

完成图：（保存为XXacc） 6、插入控制点 Exce I准备（经纬度以小数形式表示）点击Add Data 右击

选中 Display XY Data J 三 Lasers B H R\KUhlMlNG\KM,xk H 0 选中 Data — Export Data 完成图：（保存为Export_Output ） 7、设置提取精度完成图：（保存为XXras ） 8、提取流域依次选中 □唏 Spatial Analyst Tools 完成图：（保存为XXwat ） 9、制作流域掩膜依次选中 3 Spatial Analy&tTools 完成图：（保存为XXmask ） 10、河网矢量化依次选中 E 7 勒匚onversiori Tocls 完成图：（保存为XXline ） 11、添加流域边界线 0 ■ 3D Analyst Took 右击 SI Sheetl^ 依次选中 E ? Spatial Analyst Took 依次选中

完成图：（保存为XXok） 12、出图图中只保留Export_Output、XXok和XXIine 点击Layout View 点击Insert 根据需要依次插入Lege nd （图例）、North Arrow （指北针）、Scale Bar （比例尺）等点击File 点击Export map ，输出为自己需要的文件格式

基于DEM的ArcGIS水文分析—河网和流域的提取

基于DEM的ArcGIS水文分析 —河网和流域的提取一、实验背景水文分析是DEM 数据应用的一个重要方面。而利用DEM生成的集水流域和水流网络，成为大多数地表水文分析模型的主要输入数据。表面水文分析模型研究与地表水流有关的各种自然现象例如洪水水位及泛滥情况，划定受污染源影响的地区，预测当某一地区的地貌改变时对整个地区将造成的影响等。二、实验目的通过本实验，使读者理解基于DEM数据进行水文分析的基本原理，掌握利用ArcGIS 提供的水文分析工具进行水文分析的基本方法和步骤，并利用DEM数据提取出河网及流域。三、实验数据某地区栅格数据DEM，数据来源于随书光盘（…\Chp9\Ex2）。四、实验要求根据DEM利用水文分析工具提取地表水流径流模型的水流方向、汇流累积量、水流长度、河流网络（包括河流网络的分级等）以及对研究区的流域进行分割等。

五、实验流程图六、实验内容及步骤 1．无洼地DEM生成 DEM 是比较光滑的地形表面模型，但由于DEM 误差以及一些真实地形或特殊地形的影响，使得DEM 表面存在一些凹陷的区域。在进行水流方向计算时，由于这些区域的存在，往往得到不合理的甚至错误的水流方向。因此，在进行水流方向的计算之前，应该首先对原始DEM 数据进行洼地填充，得到无洼地的DEM。

洼地填充的基本过程是先利用水流方向数据计算出DEM 数据中的洼地区域，并计算洼地深度，然后，依据这些洼地深度设定填充阈值进行洼地填充。 1．1 水流方向的提取水流的流向是通过计算中心格网与邻域格网的最大距离权落差来确定。对于每一格网的水流方向指水流离开此网格的指向。在ARCGIS 中，通过对中心栅格的1、2、4、8、16、32、64、128 等8个邻域栅格编码，中心栅格的水流方向便可有其中的某一值来确定。例如，若中心栅格的水流流向左边，则水流方向赋值16。流向的生成是个自动的过程，可能要等一段自时间，运算的时间跟电脑性能和DEM图的精度与大小有关.。方法是利用ArcToolbox\Spatial Analysis Tools\ Hydrology \Flow Direction，生成方向水流流向图：若从DEM中作出来的流向分析的最大数值为128则不需要填洼，否则需要填挖。

41用已矢量化的等高线在arcgis里做坡度、坡向、起伏度的分析

在arcgis中中，进行如下操作： 1、创建TIN 打开3d analyst模块，利用creat /modify TIN---creat TIN from features命令（height source 选择高程字段），先将等高线转为TIN； 2、从TIN中创建栅格表面打开3d analyst模块，利用convert---TIN to raster命令（attribute选择elevation，cell size自定义，若为大比例尺数据可以选择5或10，可以参考相关研究文献），生成栅格表面，即DEM；（备注：矢量化的等高线必须比研究区的范围大些，创建TIN并生成Raster后，再用研究区边界来裁切，这样的DEM数据才能满足精度要求） 3、地形因子分析打开3d analyst模块，利用surface analysis---slope命令，生成坡度数据；打开3d analyst模块，利用surface analysis---aspect命令，生成坡向数据；打spatial analyst模块，利用neighborhood tatistics命令进行邻域分析，先将statistic type设为最大值，输出栅格为A，再将statistic type设为最小值，输出栅格为B，利用raster calculator 生成地形起伏度数据，公式为[A]-[B]；以上的地形数据，可以根据需要进行reclassfy重分类处理，分类标准参考相关文献，就可以获取所需的地形因子统计数据。制图时，用view---layout view，添加比例尺、指北针、图例，就可以整饰出图

Arcgis水系流域提取步骤

用等高线生成 DEM

水文分析 Hydroloy ③ ①④ ⑤② ⑦ ⑥

1导入原始的 DEM 2 flowdirection 计算流向 3 sink 提取洼地 4分析填充洼地的域值 ①计算洼地贡献区双击watershed ，将2的结果填入input flow direction raster 中，将3的结果装入input raster or feature pour point 中，output raster 中写watersink(写个好记的名字)。OK 。 ②计算各洼地的贡献区最低高程选acrtool box\spatial analyst tools \zonal\zonal statistic ，填写如右图

③计算各洼地出水口的高程选acrtool box\spatial analyst tools \zonal\zonal fill ，填写如右图 ④计算洼地的深度洼地深度就是填流的域值，计算的方法就是用③减④这种高难的工作还是让软件自已做吧。使用spatial analyst 工具栏忘了在那找吗？在file 、window 附近的空白的地方右键。在出现的对话框里填上图上的东东，点Evaluate 。

5 fill填洼啦！ DEM 6 计算新生成dem图的flowdirection, sink。如果此时没有sink了，做步骤7吧。如果还有sink，太不幸了，重复步骤2～5吧。 7 Basin 流域盆地

8 Watershed集水流域 ①flow accumulation 看看，很像是河流吧，嘿嘿。要是得到了漆黑的图，别害怕，去文件管理窗口看看。 ②河网

基于ArcGIS的水文分析功能汇总

1基本原理 DEM是数字高程模型的英文简称(Digital Elevation Mode)，是流域地形、地物识别的重要原始资料。自20世纪60年代以来,在利用数字高程模型DEM提取流域水文特征,模拟地表水文过程方面,国内外都开展了大量的研究。 1.1基于DEM进行流域分析的原理从DEM提取流域特征，一个良好的流域结构模式是确定算法的前提和关键。1967年ShreveL¨描述的流域结构模式一直被后来的水文学者所引用．并设计了一些成熟的算法。 Shreve使用一个具有一个根的树状图来描述流域结构(如图1所示)。在这个结构中，主要包括两个部分，一部分是结点集，一部分是界线集。沟谷结合点和沟谷源点共同组成一个沟谷结点集。所有的沟谷段组成沟谷段集，形成一个沟谷网络；所有的分水线段组成分水线段集，形成一个分水线网络；沟谷段集和分水线段集共同组成界线集。图1 流域结构模式图 (a) (b) (c) (f) (d) (e) (g) (h) 沟谷网络中的每一段沟谷都有一个汇流区域，这些区域由流域分水线集来控制。外部沟谷段有一个外部汇流区．而内部沟谷段有两个内部汇水区，分布在内部沟谷段的两侧。整个流域被分割成一个个子流域．每个子流域好象是树状图上的一片“叶子”。 Shreve的树状图流域结构模型是简单明确的．虽然沟谷网络的结点模型和线模型与在栅格DEM中用于表示沟谷结点和沟谷线的栅格点和栅格链之间存在着拓扑不一致性。但它给出了沟谷网络、分水线网络和子汇流区的定义，明确表达了它们之间的相关关系，成为设计流域特征提取技术的基础。

1.2常用算法流向判定建立在3×3 的DEM 栅格网的基础上，其方法有单流向法和多流向法之分，但单流向法因其确定简单、应用方便而应用广泛。 1.2.1单流向法单流向法假定一个栅格中的水流只从一个方向流出栅格，然后根据栅格高程判断水流方向。目前应用的单流向法是D8法。此外，还有Rho8 方法、DEMON 法、Lea 法和D∞法等。最常用的是D8 法：假设单个栅格中的水流只能流入与之相邻的8 个栅格中。它用最陡坡度法来确定水流的方向，即在3×3 的DEM 栅格上，计算中心栅格与各相邻栅格间的距离权落差（即栅格中心点落差除以栅格中心点之间的距离），取距离权落差最大的栅格为中心栅格的流出栅格。所谓最陡坡度法的原理是假设地表不透水，降雨均匀．那么流域单元上的水流总是流向最低的地方“窗口滑动指以计算单元为中心，组合其相邻的若干个单元形成一个窗口”，以“窗口”为计算基本元素，推及整个DEM，求取最终结果。目前应用最广泛的是基于流向分析和汇流分析的流域特征提取技术。Jenson and Domingue (1988)设计了应用该技术的典型算法，该算法包括3个过程：流向分析，汇流分析和流域特征提取。 1)流向分析：以数值表示每个单元的流向。数字变化范围是1～255。其中1：东；2：东南；4南；8：西南；16：西；32：西北；64：北；128：东北。除上述数值之外的其它值代表流向不确定，这是由DEM中洼地”和“平地”现象所造成的。所谓“洼地”即某个单元的高程值小于任何其所有相邻单元的高程。这种现象是由于当河谷的宽度小于单元的宽度时，由于单元的高程值是其所覆盖地区的平均高程，较低的河谷高度拉低了该单元的高程。这种现象往往出现在流域的上游。“平地指相邻的8个单元具有相同的高程，与测量精度、DEM单元尺寸或该地区地形有关。这两种现象在DEM 中相当普遍，Jenson and Domingue 在流向分析之前，将DEM进行填充；将“洼地”变成“平地”，再通过一套复杂的迭代算法确定“平地”流向。流向分析过程如图所示。

利用CAD地形图在ARCGIS中做坡度分析的步骤

利用CAD地形图在arcgis中做坡度分析主要分为3个步骤：一. 提取等高线；二. 利用等高线生成TIN或DEM；三. 利用TIN或DEM做坡度分析，坡向分析等。详细操作步骤：（版本arcgis 9.3 英文版）一提取等高线文件 1. 启动arcmap ，添加CAD数据文件 Layer（右键）——Add Data

2. 只提取具有高程属性的等高线（1）右键 polyline 图层——属性——Drawing Layer 选项卡——只勾选DGX 图层； OK！（2）菜单 Selection——Select By Attributes 在弹出框中，layer 下拉选择polyline ，在列出的属性列表中找到 Elevation 属性，双击选择。然后编辑条件表达式： "Elevation" >0 " OK ! 结果是筛选出高程大于0的等高线，关于为什么这样做：有些等高线在操作过程中导致高程丢失，默认为0。这些等高线会影响后期生成TIN，需要将其剔除。

（3）导出等高线数据为shp文件在Polyline图层中：右键——Data——Export Data

导出数据后提示是否添加进来，选择是。

二. 利用等高线生成TIN或DEM； 1. 生成TIN文件在 ArcGIS中，工具栏：3D Analyst——Create/Modify—— Create TIN From Features: 【参数设置】①Height source: 选择“Elevation”; 其它默认。注意：生成TIN文件后，直接添加进来，方便后续操作。