ArcGISArcHydro水文分析
如何使用ArcGIS进行水文分析.doc
如何使用ArcGIS进行水文分析对于做水利的朋友来说有时候需要进行水文的分析，今天给大家分享一下如何通过ArcGIS进行水文分析，材料可以通过水经注万能地图下载器进行下载。
工具/原料水经注万能地图下载器 ArcGIS方法/步骤1.打开水经注万能地图下载器，框选上需要进行水文分析的地方并下载（图1）。
图12.下载完成后会自动导出成tif格式的高程DEM数据，将其加载到ArcGIS内（图2）。
【说明】：此处下载生成的tif格式的图片即为大家常说的DEM数据，直接加载到ArcGIS内即可使用。
图23.点击“自定义”→“扩展模块”（图3），在弹出的对话框中将“空间分析”（Spatial Analyst）工具勾选上（图4）。
图3图44.在ArcToolbox中点击“Spatial Analyst工具”→“水文分析”→“填洼”（图5），在弹出的“填洼”对话框中按图6进行设置。
其中Z限制——填充阈值，当设置一个值后，在洼地填充过程中，那些洼地深度大于阈值的地方将作为真实地形保留，不予填充；系统默认情况是不设阈值，也就是所有的洼地区域都将被填平。
【特别说明】：为了保证最终分析成功，在最终的结果之前，所有输出的数据都默认保存名称和路径，这就需要我们记清楚哪个名称是对应的哪个成果，后面会有用。
图5图65.填洼完成后得到名称为“Fill_tif3”的填洼成果，在ArcToolbox工具中点击“Spatial Analyst工具”→“水文分析”→“流向”（图7），在弹出的“流向”对话框中进行如图8所示的设置，将上一步得到的“Fill_tif3”填洼数据作为表面栅格数据输入。
图7图86.完成后得到名称为“FlowDir_Fill2”的流向成果，在ArcToolbox工具中点击“Spatial Analyst工具”→“水文分析”→“流量”（图9），在弹出的“流量”对话框中进行如图10的设置，将“FlowDir_Fill2”作为流向栅格数据进行输入。
ArcGIS ArcHydro水文分析
经过水文修正的DEM数据
• 洼地Sinks
– 洼地区域是水流方向不合理的地方，可以通过水流方向来判断那些地方 是洼地，然后再对洼地进行填充。有一点必须清楚的是，并不是所有的 洼地区域都是由于数据的误差造成的，有很多洼地区域也是地表形态的 真实反映，因此，在进行洼地填充之前，必须计算洼地深度，判断哪些 地区是由于数据误差造成的洼地而哪些地区又是真实的地表形态，然后 在进行洼地填充的过程中，设置合理的填充阈值。
Elevation字段的值。
Arc Hydro Terrain Preprocessing
• DEM ReConditioning
–使用AGREE方法在DEM上刻画河流
• Burn Stream Slope
– 在DEM上刻画河流 –先使用Assing Stream Slope生成带斜率信息的河流
• Burn Walls
• Q&A提问
水文分析流程
DEM
FLOW DIRECTION
SINK
No
Are there any sinks?
Yes
FILL
Depressionless DEM
Apply Threshold
FLOW ACCUMULATION STREAM ORDER STREAM LINE STREAM LINK
内容概要
• 水文分析的目的和内容 • DEM数据模型 • Arc Hydro数据模型 • 水文分析的流程
– Arc Hydro Terrain Preprocessing (地形预分析) – Arc Hydro Network Processing (网络分析) – Arc Hydro Watershed Processing (集水区域分析) – Arc Hydro 的几个统计工具
arc hydro工具提取流域步骤
Arc Hydro Tools 是一款专门用于水文分析的扩展工具，可以用于提取流域和水系等信息。
以下是使用Arc Hydro Tools 提取流域的步骤：
1.打开ArcGIS 软件，加载需要提取流域的栅格或矢量数据层。
2.在工具箱中打开Arc Hydro Tools 扩展模块，选择“提取流域”工具。
3.在“提取流域”工具中，选择输入栅格或矢量数据层，设置流域出口点的位置和方向等参数。
4.点击“确定”按钮，开始提取流域。
5.ArcGIS 将根据设置的参数自动提取流域，并将结果输出到新的图层中。
6.可以使用其他工具对提取的流域进行编辑、分析和可视化等操作。
需要注意的是，提取流域需要一定的水文分析知识，以确保参数设置的正确性。
同时，Arc Hydro Tools 的使用也需要一定的专业背景和技术能力。
如果您不是很熟悉该工具，可以参考相关教程或咨询专业人士进行学习和操作。
ArcGIS 水文分析ArcHydro
ArcGIS 水文分析ArcHydro
离与方向有关，如果邻域栅格对中心栅格的方向值为2、8、32、128，则栅格间的距离为 SQRT(2)≈1.414 ，否则距离为1。
如果高程差为正值，则为流出。
为负值则为流入。
进行流向分析[ Hydrology ]>>[ Flow Direction ]
输入数据是填充后的DEM数据，输出数据就是水流流向栅格数据，下图为通过一幅DEM经过Flow Direction计算出来的流向栅格图
流水累积量分析
地表径流模拟过程中，流水累积量是基于水流方向数据计算而来的。
对每一个栅格来说，其流水累积量的大小代表着其上游有多少个栅格的水流方向最终汇流经过该栅格，流水累积量的数值越大，该区域越易形成地表径流。
[ Hydrology ]>>[ Flow Accumulation ]
在Input weight raster文本框中输入配权数据，配权数据一般是表示降水、土壤以及植被等对径流影响的因素分布不平衡而形成的，更能详细模拟该区域的地表特征。
如果无数据，系统默认为所有的栅格配以相同的权值1，那么计算出来的汇流累积量的数值就代表着该栅格位置流入的栅格数的多少。
通过流水累积量分析获得地表径流的路线
流域分析。
在上一步的基础上进行，执行工具条[Hydrology]中的菜单命令[ Hydrology ]>>[ Watershed ]。
实验六ArcGISHydrology剖析
实验五ArcGIS Hydrology一、实验准备1.水文分析处理步骤：2.处理数据：前期实验得到的tingrid.img DEM数据3.处理工具：ArcToolBox工具箱中的spatial analyst tools下的Hydrology二、无洼地DEM生成1.水流方向提取1)在ArcMap 中用左键单击ArcToolbox图标，启动ArcToolbox。
2)打开水文分析模块。
启动ArcToolbox，展开Analysis Tools 工具箱，打开hydrology工具集。
3)双击Flow Direction 工具，打开如下图所示水流方向（Flow Direction）计算对话框。
a)Input surface data 文本框中选择输入数据tingrid。
b)Output flow direction raster 文本框中命名计算出来的水流方向文件名为FlowDir_ting3，并选择保存路径。
c)在Force all edge cells to flow outward(Optional)前的复选框前打钩，所有在DEM 数据边缘的栅格的水流方向全部是流出DEM数据区域。
默认为不选择。
d)drop raster 输出。
drop raster 是该栅格在其水流方向上与其临近的栅格之间的高程差与距离的比值，以百分比的形式记录。
它反映了在整个区域中最大坡降的分布情况。
这一步为可选步骤。
e)单击OK，进行水流方向计算过程。
f)计算完成后，计算出的水流方向数据如下图所示：2.洼地计算1)洼地计算a)双击hydrology 工具集中的Sink 工具，弹出洼地计算对话框，如下图b)在Input flow direction raster 文本框中，选择水流方向数据flowdir_ting3。
c)在Output raster 文本框中，选择存放的路径以及重新命名输出文件为sink_ting3。
d)单击OK 进行洼地计算。
arcgis中的archydro操作流程
水文分析过程步骤：载入地形数据点击图标加栅格数据注:光栅(栅格)的数据不能存储在一个地理数据库:他们必须保存在同一个目录。
对话框中，选择数据位置，选择光栅文件(例如“dem”)，然后点击“增加”按钮，附加文件会在arcmap目录中列出。
地形预处理地形预处理使用DEM识别地表水系模式，预处理后,DEM及其衍生物可用于有效地描述分水岭和建立河网。
地形的预处理步骤需要从上到下有序的进行。
从流向下到伴随流域处理的所有预处理步骤流域分水岭处理应用前全部完成。
DEM的再处理，根据初始DEM数据的质量，可以检测构造围墙和填洼步骤是否需要。
（1）、DEM整平这项功能在选中的湖泊多边形以及他的高程特征范围内，可以通过设定单元格来修改DEM。
如没有选定的多边形区域，这个功能则可以在整个区域上工作。
这项功能需要一个未加工的DEM和湖泊多边形相关特性的分类作为输入，且这两项要可以在地图文件中体现出来。
选择Terrain Preprocessing | DEM Manipulation | Level DEM.选择适当的DEM及其线性特征做输入（汇流），输出的是一个标准化（整平）后的DEM（计算机默认名称是Level DEM）。
点击OK。
出现下面的对话框：指定区域储存Fill Elevation：多边形中所有单元格将被载入相应的Fill Elevation。
选择“None”，将对高程值重新进行计算。
如果高程值是空的，在相关湖泊多边形特性中，单元格将被指定为NoData。
（2）、DEM再处理这项功能利用DEM的线性特征来对其进行修改。
这项功能需要一个未加工的DEM和湖泊多边形相关特性的分类作为输入，且这两项要可以在地图文件中体现出来。
选择Terrain Preprocessing | DEM Manipulation | DEM Reconditioning.选择适当的DEM及其线性特征（汇流）做输入，输出的是一个修复后的Agree DEM （计算机默认名称是Agree DEM），点击OK。
ArcGISHydrology水文分析功能介绍
ArcGISHydrology⽔⽂分析功能介绍ArcGIS Hydrology⽔⽂分析功能介绍时间：2012-5-17 11:35:28 作者：GIS学习⽹来源：GIS学习⽹查看：258 评论：0内容摘要：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.基本原理DEM是数字⾼程模型的英⽂简称...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.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。
ArcGIS Hydrology⽔⽂分析功能介绍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。
ARCGIS水文分析
ARCGIS水文分析水文分析是指对水文要素（如降水、径流、水位等）及其相互关系进行分析研究的过程。
它对于水资源管理、水文预测、洪水防治、生态评估等方面具有重要意义，能够帮助人们更好地了解和利用水资源。
而ARCGIS作为一个具有强大空间分析功能的地理信息系统软件，可以有效地进行水文分析。
下面将分析ARCGIS在水文分析中的应用及其特点。
1.空间分布分析：ARCGIS可以对水文相关数据进行空间分布分析，如降水量、径流量、河流流向等。
通过空间分布分析，可以揭示出水文要素的空间差异，了解降水和径流的分布格局，为水资源的合理配置和水环境保护提供科学依据。
2.遥感数据分析：ARCGIS可以对水文要素进行遥感数据分析，如利用遥感影像数据提取水体分布、判断水资源利用状况、监测水质等。
遥感技术的应用可以弥补传统水文观测方法的不足，提供大范围、实时、高精度的水文信息，为水资源管理和水环境保护提供决策支持。
3.水质模拟分析：ARCGIS可以进行水质模拟分析，模拟水体的溶解氧、总磷含量、氨氮浓度等水质指标的分布变化。
通过水质模拟，可以评估水环境质量、预测水体污染扩散范围、优化排污方案，为水环境管理提供科学依据。
4.洪水分析与预测：ARCGIS可以进行洪水分析与预测，根据历史洪水资料和地形数据，模拟洪水发展过程，预测洪水的淹没范围和淹没时间。
这对于洪水防治、抢险救灾等方面有着重要意义，可以提前进行预警，降低洪灾对人民生命财产的损失。
1.多源数据集成：ARCGIS能够集成多种数据源，如遥感数据、地理空间数据、气象数据等，实现水文数据的多源融合。
这样可以获得更完整、准确的水文信息，提高水文分析的精度和可靠性。
2.空间分析功能强大：ARCGIS具备强大的空间分析功能，可以对水文要素进行空间统计、空间差异性分析、空间插值等操作。
通过这些分析方法，可以揭示出水文要素的分布规律和变化趋势，为水文研究提供深入的认识。
3.模型建立与模拟：ARCGIS提供了水文模型的建立与模拟功能，如水文循环模型、水力模型等。