GIS水文分析
基于GIS的水资源分布分析
基于GIS的水资源分布分析水是生命之源，对于人类的生存和发展至关重要。
而了解水资源的分布情况，对于合理规划水资源的开发、利用和保护具有极其重要的意义。
地理信息系统（GIS）作为一种强大的空间分析工具，为水资源分布的研究提供了有力的支持。
GIS 是什么呢？简单来说，GIS 是一种能够处理地理空间数据的计算机系统。
它可以将地理信息以数字化的形式进行存储、管理、分析和展示。
在水资源领域，GIS 能够整合各种与水资源相关的数据，如地形、地貌、气象、水文、土壤等，从而为水资源分布的分析提供全面、准确的数据基础。
首先，GIS 可以通过对地形数据的分析来研究水资源的分布。
地形的起伏直接影响着水流的方向和速度，进而影响着水资源的汇集和分布。
例如，在山区，地势较高，水流湍急，容易形成河流和瀑布，水资源相对丰富；而在平原地区，地势较为平坦，水流缓慢，水资源的分布相对均匀但总量可能相对较少。
GIS 能够精确地描绘出地形的高低起伏，通过计算坡度、坡向等参数，帮助我们了解水流的运动规律，从而推断出水资源可能的分布区域。
其次，气象数据在水资源分布分析中也起着关键作用。
降水是水资源的主要来源之一，而GIS 可以将气象站点的降水数据进行空间插值，生成连续的降水分布地图。
这样，我们就能直观地看到不同地区的降水差异，从而了解水资源的补给情况。
此外，气温、蒸发量等气象数据也能够通过 GIS 进行分析，进一步完善对水资源分布的认识。
土壤类型和植被覆盖同样会影响水资源的分布。
不同类型的土壤具有不同的蓄水能力，而植被的覆盖程度则会影响水分的蒸发和涵养。
GIS 可以将土壤和植被数据与其他水资源相关数据进行叠加分析，综合评估各个因素对水资源分布的影响。
在实际应用中，基于 GIS 的水资源分布分析为水资源的规划和管理提供了科学依据。
例如，在城市规划中，可以利用 GIS 确定适合建设水源地的区域，避免在水资源匮乏的地区过度开发。
在农业生产中，可以根据水资源分布情况合理安排灌溉区域和种植作物的种类，提高水资源的利用效率。
GIS技术在水文水资源中的应用分析
GIS技术在水文水资源中的应用分析GIS（地理信息系统）是一种将地理空间信息与数据库系统相结合的技术工具。
在水文水资源领域，GIS技术能够提供空间数据管理、分析和可视化等重要功能，对于管理和保护水资源具有重要意义。
1. 水文地理分析GIS技术可以利用地理空间数据进行水文地理分析，例如根据地形、土地利用和降雨等数据进行水流模拟，推测洪水的影响范围和淹没区域，帮助制定防洪和水库调度等措施。
还可以进行流域分析，通过分析河流的长度、坡度、面积、水源等信息，评估水资源的分布和利用情况。
2. 水质监测和污染防治GIS技术可以帮助建立水质监测网络，并将监测数据空间化，制作水质分布图和趋势图，实时监测水体的水质状况。
GIS还能与污染源模型相结合，模拟污染物在空间上的传输和扩散，预测潜在污染源的影响范围，为污染源的防控提供支持。
3. 水资源评价与规划GIS技术能够整合各种与水资源相关的数据，包括地质、地形、气象等数据，进行水资源评价和规划。
通过建立水资源数据库，分析水资源的空间分布和可利用性，评估水资源的供需状况，并为水资源的合理配置和利用提供科学依据。
4. 水灾风险评估利用GIS技术，可以进行水灾风险评估，据此制订相应的防灾预案。
通过结合洪水模拟、地形和土地利用等信息，评估洪水、干旱等自然灾害的风险，确定易受影响区域和重要设施，为灾害管理和应急响应提供参考。
5. 水资源管理和决策支持GIS技术可提供多种空间数据分析工具和模型，为水资源管理和决策提供支持。
可以利用GIS技术建立水资源管理模型，模拟不同管理措施对水资源的影响，对不同的管理方案进行比较，为水资源决策提供科学依据。
GIS技术在水文水资源领域有着广泛的应用。
它可以通过整合和分析空间数据，为水资源的管理、保护和利用提供科学依据，提高水资源的管理效率和决策的科学性。
随着地理信息技术的不断发展和完善，相信GIS技术在水文水资源领域的应用将会更加广泛和深入。
基于GIS的水文地质信息系统分析
２水文地质信息特点分析
水 文地 质信息 是指 反映 地 下水 及其 环境 固 有 的数 量 、 质量 、分 布 特 征 、 联 系 和规 律 的信 息 。其 中信息 的获取 、储 存 和分析 是 水文 地 质研 究的 基础 工作 【。水文 地 质信 息 ２ 】 具 有如 下特 点 ： １空 间特 性 。地 下水 及影 响地 下水 资 源 ） 的诸 因素具 有空 间分布 的性 质 ，这就 决定 了 描述 地 下水 赋存和 运移 的数据 都 与地理 坐标 有 关 ，是 典 型 的空 间型 数 据 。 ２动 态特 性 。地下 水与 一 般矿 产资 源 的 ） 主 要 区别 ，表现 在具 有 流 动性 、可恢 复性 、 动 态 性 等 特 点 ，通 过 补 给 、 径 流 、排 泄 的 运动 方式 ，循 环交 替 ，显示 了有规 律 的动态 特征 。反映地 下水 状态 的信息 ，需 要根 据地 下 水 的 变 化特 点 ，实 时 更 新 和 补 充 。 ３多源 信 息特 性 。影响 地 下水 赋存 、运 ） 移 的因素 是 多方面 的 ，概括起 来 包括 自然地 理 、 社 会 经 济 、基 础 地 质 、水 文 地 质 、地 质生 态环 境等五 人类 ，信 息 的表现 形式 呈 多 样性 ，有 图形 、 图像 、文 字 、报 表 、Ｄ Ｍ Ｅ 等 ，同时数 据可 以来 自不 同的 载体 、不 同的
开发 地下水 系 统分析 的应 用模 型 ，已成 为 Ｇ Ｓ技术在 地 下水资 源管理 与评价 中进 一 Ｉ 步 发展 的重要 动力 和标志 。水 文地 质信息 系 统模 型库 中需 要建立 的专 题分析 模型 由空 间 统计 分 析 模型 、地 下水 量计 算 与评 价 模型 、 地下 水流 数值 模拟模 型 、水质 与地 质生态 环 境综 合评价 与分 析模 型等 四大类 模型 的若干 个模 型元 组成 ，模型 库管 理系统 具有 对模 型 的 添 加 、 删 除 、存 取 、检 索 等 管 理 功 能 。 ４ ２ ３ 空 间分析功 能 ．． 空 间分析 功能 是 Ｇ Ｓ的一个 独立 研究领 Ｉ 域 ，它的 主要特 点是 帮助 确定地 理要素 之 间 新 的空 间关 系 ，挖 掘 更深 层 次 的新 的信 息 。 它不 仅仅成 为 Ｇ Ｓ区别于 其它 类型 系统的一 Ｉ 个重要标 志 ，而 且为 用户提 供 了灵活地 解决 各类 专业 问题 的有 效 工具 。
谈GIS技术在水文地质调查领域的应用
谈GIS技术在水文地质调查领域的应用
GIS技术是一种地理信息系统，可以对空间数据进行收集、管理、分析和展示。
水文地质调查是一项涉及地下水资源、地质构造、地形、土壤类型等多种因素的复杂工作，而GIS技术可以提高水文地质调查的效率和准确度。
首先，GIS技术可以有效地管理和分析空间数据。
水文地质调查中需要处理大量的空间数据，包括地形、地质构造、土壤类型、地下水位等信息。
通过使用GIS软件，可以将这些数据进行高效的处理和管理，将受影响地区的空间数据以空间参考方式进行组织，让数据之间产生相应的空间关系，便于分析和理解。
其次，GIS技术还可以生成多种信息产品。
在水文地质调查中，往往需要生成各种类型的信息产品，例如三维地理图、地形图、地下水位分布图等，以帮助研究人员更好地理解和分析调查结果。
GIS软件提供了多种数据可视化的方式，可以快速生成这些图像产品。
最后，GIS技术还可以优化水文地质调查过程。
通过将GIS技术与其他经典的水文地质调查技术相结合，可以实现高效的调查过程。
例如，在地下水资源的开发和利用方面，通过GIS可视化方案，可以快速找到最佳地下水资源开发方案，可以将繁琐的人工计算过程转化为直观的图像计算，提高了研究结果的可靠性和准确性，同时节约了时间和成本。
综上所述，GIS技术在水文地质调查领域具有广泛的应用前景。
它可以帮助研究人员更好地管理和分析空间数据，同时还可以生成各种类型的信息产品，帮助研究人员更好地理解数据之间的关系，优化调查过程，提高调查结果的准确性和可靠性。
GIS技术在水文水资源领域的应用研究
GIS技术在水文水资源领域的应用研究2.天津市于桥水库管理中心天津市301900摘要：近年来我国各地区水文水资源管理不断完善，水利工程建设取得了较大进展，在一定程度上降低了灾害带来的影响。
地表水作为地球水资源系统的重要组分之一，其不仅在水、汽循环中发挥着重要作用，而且是连接植被、土壤和大气的关键指标。
目前，随着全球气温逐步升高，地表水、植被、土壤水分蒸散加剧，导致区域性干旱现象频发。
在此基础上，合理地监测区域范围地表水变化特征，对干旱防治和地表水迁移分析具有重要意义。
本文主要对GIS技术在水文水资源领域的应用进行研究，详情如下。
关键词：GIS技术；水文水资源；应用引言水文地质学是地质学衍生的分支，是以地下水为主要研究对象，结合地表和地形地质特点综合勘查地下水资源量、地下水特性，进而合理开发和保护地下水资源。
水文地质学主要研究地质地貌、水文气象、土壤植被及地质生态等，其工作内容主要为搜集获取信息数据，进而分析地下水资源的数量、质量、分布特征和周边地质条件之间的关系，并以文字报表、图形图像或DEM（数字高程模型）等多种形式表现，为合理开发水资源、保护水资源及预防各类地质灾害提供理论依据。
1GIS技术GIS技术在水文地质领域的应用，主要是利用计算机系统，分析卫星遥感监测数据，实现对水文信息的搜集、汇总、分类与分析，全面掌握地下水资源现状，预测发展趋势，提高地下水资源规划的科学性。
GIS技术的应用不仅可以有效解决传统水文监测管理存在的各种瓶颈问题，还可以为地理信息系统的完善提供理论支持，对全面提升水资源开发利用与综合保护具有重要的促进意义。
2GIS技术在水文水资源领域的应用2.1建设水文水资源软件系统在水文水资源信息化建设过程中，依托计算机技术开发水文水资源软件系统，可有效提升水文水资源信息数据收集和处理工作效率，为水环境质量监测以及地下水检测提供科学的解决方案。
在对水文资料和数据进行存储的过程中，利用先进的信息技术对数据进行处理、分析、分类，建设水文水资源数据库，可实现水文预警预报系统等先进的预测功能。
GIS技术在水文水资源中的应用分析
GIS技术在水文水资源中的应用分析GIS技术在水文水资源领域的应用越来越广泛，它可以帮助我们更好地管理和利用水资源，提高水资源的利用效率和环境保护水平。
GIS技术可以用于水文建模。
水文建模是模拟水文过程的数学模型，它可以对水文过程进行分析和预测。
GIS技术可以用来对地形、土壤、植被等地理要素进行空间分析和建模，提供数据支持和空间分布信息，从而可以更准确地模拟水文过程，预测洪水和干旱等自然灾害的发生概率和影响范围。
GIS技术可以用于水资源评估和规划。
水资源评估是指对水资源的数量和质量进行评价和分析，确定可持续利用水资源的潜力和限制因素。
GIS技术可以将不同尺度的水资源数据（如降水量、河流流量、地下水位）进行整合和叠加分析，建立水资源评估模型，从而可以更精确地估计水资源的可利用量和水文格局变化。
GIS技术还可以用于水资源管理和调度。
水资源管理是指合理配置和利用水资源的活动，包括水量分配、水质监测、水价定价等。
GIS技术可以对不同区域的水资源数据进行整合和管理，建立水资源数据库，实时监测水资源的动态变化，为水资源调度和管理提供决策支持。
GIS技术可以用于水环境保护和生态恢复。
水环境保护是指保护和改善水体的水质和生态环境，预防水污染和生态破坏。
GIS技术可以对水环境数据进行收集和分析，建立水环境评价模型，评估水质状况和环境敏感区域，为水环境保护和生态恢复提供决策支持。
GIS技术在水文水资源领域的应用是多方面的，在水文建模、水资源评估和管理、水环境保护等方面都有重要作用。
随着GIS技术的不断发展和进步，相信在未来，GIS技术将进一步提高水文水资源的管理和保护能力，为水资源的可持续利用和生态安全建设做出更大贡献。
GIS的矿井水文地质的空间分析和研究
（ １ ） Ｇ Ｉ Ｓ ￣有 采集 、 管理 、 分析 和输 出多种地 理信息 的能力 ， 具有 空 间性 和动
态性 。
（ ２ ） Ｇ Ｉ Ｓ ￣计 算机 系统进行 空间地理 数据 管理 ， 并 由计 算机程 序模 拟常规 的 专业性 地理 分析 方法 ， 使 空 间数据产 生有 用 的信息 。 （ ３ 肘 算 机 系统 的支持 是Ｇ Ｉ Ｓ 的重要 特征 ， 因而 Ｇ Ｉ ｓ 售 快速 、 精确 、 整合到 复 杂的地 理 系统 中 ， 进 行空 间定 位和程 序动 态分 析 。 ３ ． Ｇ Ｉ Ｓ 应 用 随着社 会需 求的不断变 化 ， Ｇ Ｉ Ｓ 的应用 正在 向各 个领域渗 透。 据信 息产业部 信息 产品司 副司 长陈英 介绍 ， 长期 以来 ， 国家 有关部 门高 度重视 地理信 息软件 的发展 ， 并在 多个项 目中给予 支持 。 在 政府主管 部 门、 科研机 构和有 关企业的 共 同努 力下 ， Ｇ Ｉ Ｓ ￥ ￣ 件 总体 技术 水平 已经 达到 国际先 进 水平 ， 并在 国土 、 地矿、 水 利、 环保、 电力 、 测绘 、 电信 以及城 市与社 会的 公共管理 等多 个领域 得 到广 泛 应 用， 涌现 出一 批Ｇ Ｉ Ｓ 软 件 的骨干 企业 ， 有 力地 支撑 了我 国的 信息化 建设 。 Ｇ Ｉ Ｓ 的 主要 应用 包括 以下５ 个方 面。 （ １ ） 地 理空 间数据 管 理 通过 扫描 、 航 空 图片等多种 方式获 取数据 并录 ＾地理数 据 ， 以有 效的数 据 组织 形式进 行数 据库管 理 、 更新 、 维护 、 进 行快速 查询 检索 ， 输 出决策所 需的 地 理空 间信 息 。 （ ２ ） 综 合分 析评价 与 模拟预 测 Ｇ Ｉ ｓ 不仅可 以对地 理空 间数据进行编 码 、 存 储和提取 ， 而且还 可以将现实 世 界各 个侧面 的思 维评价 结果作 用其上 ， 得 到综 合分析 评价结 果 ； 也可 以将 自然 过程 决策 和倾 向的 发展结 果 以命 令 、 函数 和分析模 拟程 序形 式对未 来的结 果 做 出定量分 析和趋 势预 测 ， 从而 预知 自然过程 的结果 ， 对 比不 同决策 方案 的效 果 以及特殊 倾 向可能产 生 的后 果 ， 以做 出最优 决策 ， 避免 和预 防不 良后果 的发
arcgis在水文方面的应用
arcgis在水文方面的应用
ArcGIS在水文方面的应用包括以下几个方面：
1. 水文数据管理：ArcGIS可用于管理各种水文数据，例如降雨量、
水位、流量和水质数据等，并可将这些数据与地图相关联。
2. 流域分析和建模：ArcGIS可用于对流域进行分析和建模，例如计
算流域的面积、坡度、方向、曲率等，以及预测水流路径和泛滥范围等。
3. 地下水资源管理：ArcGIS可用于管理地下水资源，如地下水水位、水质、井场等数据，并可用于建立地下水模型进行预测和管理。
4. 洪水预警和防灾减灾：ArcGIS可用于洪水预警和防灾减灾工作，
例如模拟洪水泛滥进程、制定灾害应急预案、评估河道改造效果等。
5. 水资源评价和规划：ArcGIS可用于水资源评价和规划工作，例如
评估流域水资源供需、制定水资源管理计划等。
总的来说，ArcGIS在水文方面的应用非常广泛，可用于支持水资源
管理的各个环节。
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实验（五）水文分析1.实验目的通过Arctoolbox：水文分析工具位于[Spatial Analyst Tools]>>[Hydrology]之下。
2. 实验数据DEM2.实验步骤◆打开ArcMap，并打开dem数据。
如图所示1. 无洼地DEM生成（1）流向分析方法：在ArcMap中用左键单击ArcToolbox图标，启动ArcToolbox。
打开水文分析模块。
启动ArcToolbox，展开Spatial Analyst Tools工具箱，打开hydrology工具集。
双击Flow Direction工具，打开水流方向（Flow Direction）计算对话框。
Input surface data文本框中选择输入数据dem。
Output flow direction raster文本框中命名计算出来的水流方向文件名为flowdir，并选择保存路径。
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。
这一步为可选步骤。
2 .洼地计算①洼地计算双击hydrology工具集中的Sink工具，弹出洼地计算对话框.在Input surface raster文本框中，选择水流方向数据flowdir。
在Output surface raster文本框中，选择存放的路径以及重新命名输出文件为sink。
单击OK计算出洼地提取结果。
②洼地深度计算双击hydrology工具集中的watershed工具，弹出流域计算对话框，用来计算洼地的贡献区域。
在Input flow direction raster文本框中选择水流方向数据flowdir，在Input raster or feature pour point文本框中输入洼地数据sink，在pour point field文本框中选择value。
在Output raster文本框中设置输出数据的名称为watershsink。
单击OK，进行洼地贡献区域的计算。
2）计算每个洼地所形成的贡献区域的最低高程。
双击spatial analysis tools工具箱中zonal工具集下的zonal statistic工具，弹出分区统计对话框。
在Input raster or feature zonal data文本框中，选择洼地贡献区域数据watershsink； 在Input value raster文本框中输入希望进行统计分析的数据层，现在需要统计洼地贡献区域的最低高程，选dem作为value raster。
在Output raster文本框中将输出数据文件命名为zonalmin，存放路径保持不变。
统计类型选择。
在统计类型选择的下拉菜单中有软件所提供的一些统计类型：分别是在分带区域中统计的每一个分带的平均值（mean）、最大值（maximum）、最小值（minimum）、分带中的属性值的变化值（rang）、标准差（std）以及总和（sum）。
这里选择最小值作为统计类型。
以上设置完毕之后，单击OK，完成计算。
3）计算每个洼地贡献区域出口的最低高程即洼地出水口高程。
双击spatial analysis tools工具箱中zonal工具集下的zonal fill工具，弹出分区统计对话框。
在Input zone raster文本框中选择watershsink，在Input weight raster 文本框中选择dem，在Output raster文本框中将输出数据文件名改为zonalmax，然后单击OK，进行运算。
4）计算洼地深度。
加载Spatial Analys Toolst模块，点击MapAlgebra模块的下拉箭头，点击raster calculator菜单工具，在文本框里面输入sinkdep = ( [zonalmax] - [zonalmin])，然后点击evaluate进行计算。
如图所示5)洼地填充双击hydrology工具集中的fill工具，弹出洼地填充对话框。
在Input surface raster文本框中，选择需要进行填洼的原始数据DEM数据。
在Output surface raster文本框中设置输出文件名为filldem。
Z limit——填充阈值，当设置一个数值之后，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。
单击OK。
计算流水累积量（1）基于无洼地DEM的水流方向的计算计算过程同上一节水流方向的计算一样，使用的DEM数据是无洼地DEM。
将生成的水流方向文件命名为fdirfill。
（2）汇流累积量的计算在得到水流方向之后，可以利用水流方向数据来计算汇流累积量。
双击hydrology 工具集中的的fill accumulation工具，打开汇流累积量计算对话框。
在Input flow direction raster文本框中，选择由无洼地DEM生成的水流方向栅格数据fdirfill。
在Output accumulation raster文本框中，将数据文件名修改为flowacc。
在Input weight raster文本框中输入配权数据，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。
点击OK，完成计算。
3. 水流长度提取（1）双击hydrology工具集中的flow length工具，弹出水流长度的计算对话框，用来计算水流长度的大小。
（2）在Input flow direction raster文本框中选择基于无洼地DEM提取出的水流方向数据fdirfill。
（3）在Output raster文本框中选择并命名输出的水流长度栅格数据文件名称。
分别进行顺流计算和朔流计算，输出的数据文件命名为Flowlendown和Flowlenup。
（4）计算方向提供了两种选择，分别为Downstream（顺流计算）和Upstream（朔流计算）。
（5）输入计算配权栅格数据。
那么对于flow length来说，Downstream记录着其沿着水流方向到下游流域出水口中最长距离所流经的栅格数；Upstream则记录着其沿着水流方向到上游栅格的最长的距离的栅格数。
（6）当设置完成后，点击OK完成。
顺流方向逆流方向4. 提取河流网络（1）提取河流网络栅格河网的生成是基于汇流累积矩阵数据flowacc作为基础数据。
设定阈值，比如5000 栅格形式的河网的形成利用ArcMap中的Spatial Analysis Tools分析模块中MapAlgebra下的Raster Calculator来计算出所有大于设定阈值的栅格Con("flowacc" > 5000,1,0)，这些栅格就是河网的潜在位置。
将计算出来的栅格河网命名为streamnet栅格河网矢量化。
在hydrology工具集中提供了将上一步生成的栅格河网(重新分类)进行矢量化的工具stream to feature，通过stream to feature就可以得到矢量形式的河网图。
在Input stream raster文本框中，选择streamnet；在Input flow direction raster文本框中，输入由无洼地计算出来的水流方向数据fdirfill；在Output polyline features 文本框中将输出的数据命名为streamfeature。
生成的矢量数据。
（2）流域出水点stream link的生成Stream link基于水流方向数据和栅格河网数据计算，首先在ArcMap里将水流方向数据fdirfill和栅格河网数据streamnet打开。
双击hydrology工具集中的stream link工具，弹出stream link计算的对话框。
在Input stream raster文本框中选择streamnet，在Input flow direction raster文本框中选择fdirfill。
在Output raster文本框中将输出数据名称设为StreamLink。
点击OK进行运算。
（3）河网分级双击hydrology工具集中的stream order工具，弹出stream order计算的对话框在Input stream raster文本框中选择streamnet，在Input flow direction raster文本框中选择fdirfill。
分别用Strahler分级和Shreve分级对河网进行分级，改输出数据名称分别设为Streamostr和Streamoshr，单击OK完成。
Strahler分级Shreve分级5 流域的分割（1）流域盆地的确定双击hydrology工具集中的basin工具，打开流域盆地计算的对话框。
输入数据为水流方向数据fdirfill，设置输出数据文件名为basin。
点击OK完成。
（2）集水流域的生成双击hydrology工具集中的watershed工具，打开集水区域（贡献区域）计算的对话框。
分别在水流方向数据和出水口数据输入的文本框中选择fdirfill和streamlink数据，在输出数据中将输出的文件名改为watershed。
点击OK，进行集水区域的计算。