黄土塬区DEM水文分析中消除地面伪沟谷的方法
DEM实验DEM实验ARCGIS等高线实验

实验四沟谷网络的提取及沟壑密度的计算学习并掌握利用水文分析工具提取沟谷网络的原理和方法。
1.沟谷网络的提取<1)在ArcMap中加载原始DEM,打开Hydrology工具集;图1<2)运用Flow Direction工具在原始DEM上提取水流方向<flowdir);Spatial analyst tool → hydrology→flow direction在弹出的flow direction窗口中Input :→C:\dem04\Ex1\demOutput:→C:\dem04\Ex1\flowdir图2flowdir<3)运用Sink工具进行洼地的计算<sink);Spatial analyst tool → hydrology→sinkInput: C:\dem04\Ex1\flowdirOutputC:\dem04\Ex1\Sink_flowdir1由图像可知,且流向并不遵从D8算法,值域为1-192,证明存在洼地。
<4)计算得知原始DEM上有洼地,运用Fill工具进行洼地填充<filldem);Spatial analyst tool → hydrology→fillInput: C:\dem04\Ex1\demOutput C:\dem04\Ex1\Fill_dem1图3fill_dem1<5)运用Flow Direction工具在无洼地DEM上提取水流方向<flowdirfill);Spatial analyst tool → hydrology→flow directionInput: C:\dem04\Ex1\fill_dem1Output C:\dem04\Ex1\Flowdir_fill2此时的流向就满足D8算法,分别是1、2、4、8、16、32、64、128 <6)运用Flow Accumulation工具进行汇流累积数据的计算<flowacc);Spatial analyst tool → hydrology→f。
水文模型中DEM低洼地处理的新算法

水文模型中DEM低洼地处理的新算法
程品;孙法圣;张博;郭志慧
【期刊名称】《中国农村水利水电》
【年(卷),期】2014()5
【摘要】DEM数据作为基本地形信息的载体,被广泛应用于分布式水文模型中。
但是由于各种人为的和自然的原因,DEM中普遍存在着许多大小不等的低洼地(包
括洼地和平地),为水系的生成和汇流计算造成障碍。
因此,DEM中低洼地的预处理
是使用DEM进行水文模拟的前提。
采用新的洼地填充算法(溢水法)填平洼地,并提出独创的"出口汇聚流向模式"为平地区域设置坡度,将平地中的水导出。
该方法与
传统填充法相比简单明了,不需要计算水流方向,也不需要考虑复合洼地的嵌套关系。
整套处理方法经编程实现,并由实例验证其可靠性。
使用这套算法处理后的DEM 中,任何一点的流向都是确定的,而整体地貌对比于处理前的改变接近最小。
使用该
方法处理得到的DEM能够满足分布式水文模型中洪水汇流计算的需要。
【总页数】5页(P38-41)
【关键词】DEM;水文模型;洼地;溢水法;出口汇聚流向模式
【作者】程品;孙法圣;张博;郭志慧
【作者单位】吉林大学环境与资源学院;辽宁省核工业地质局
【正文语种】中文
【中图分类】P341
【相关文献】
1.DEM在分布式水文模型中的应用 [J], 张秋华;朱江林;李淑云
2.分布式流域水文模型的DEM数据处理 [J], 王光生;程琳;刘汉臣
3.基于DEM的分布式水文模型前处理程序开发及应用 [J], 李磊;刘文丰;徐宗学;张兰影
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黄土高塬沟壑区水土保持综合治理生态效益研究

黄土高塬沟壑区水土保持综合治理生态效益研究
黄土高塬沟壑区是中国西部地区的重要生态环境地。
然而,由于气候干旱、水资源稀缺、人口增长等压力,这一地区的水土流失问题日益严重。
为了保护该地区的生态环境,
并促进经济发展,需要采取综合治理措施。
水土保持综合治理是解决黄土高塬沟壑区水土流失问题的有效手段。
通过建立防护林、草地、林果相间植被带、小流域综合治理等措施,可以有效减少水土流失,提高土地生产
能力并恢复生态功能。
此外,该方法还能提供就业机会并增加收入。
水土保持综合治理的实施能够对黄土高塬沟壑区造成积极的生态效益。
一方面,它能
够通过水土保持措施减少土地侵蚀,提高土地保育能力,减少黄河等流域水量减少和土地
质量下降的现象。
另一方面,可以因植被覆盖而产生微气候,增加土地保水能力,从而改
善气候环境和生态环境。
在生态效益上,水土保持综合治理对于维护生态系统的良性循环,促进生态安全和持续发展至关重要。
综上所述,水土保持措施是治理黄土高塬沟壑区水土流失的有效手段,能够对该区域
的生态环境产生重要的积极影响。
各级政府应该加大对这一领域的投资及建设,积极推动
相关项目的实施,进一步促进该地区的生态和经济发展。
黄土高塬沟壑区水土流失综合治理措施

黄土高塬沟壑区水土流失综合治理措施黄土高塬沟壑区是我国典型的地貌类型,其地貌特点是地势陡峭、植被稀少、水土流失严重等。
水土流失是黄土高塬沟壑区生态环境面临的主要问题之一。
为了实现黄土高塬沟壑区的可持续发展,需要采取一系列的水土流失综合治理措施。
本文将从植被恢复、土壤保育、水资源管理等方面分析黄土高塬沟壑区的水土流失综合治理措施。
一、植被恢复由于黄土高塬沟壑区地势陡峭、土壤疏松,植被生长缓慢,加上人类的过度开发和破坏,导致了生态环境的恶化。
植被恢复是解决黄土高塬沟壑区水土流失问题的关键措施之一。
1. 植被种植对於裸露的荒山野地,可以通过种植抗旱、抗风、抗盐碱、抗病虫害的树种进行绿化。
如在黄土高塬沟壑区的黑龙山地区,通过种植松树、黄杨等树种,能有效抑制水土流失,增加植被覆盖,促进土壤持水能力,提高土壤肥力。
2. 生态防护林建设生态防护林是指通过种植、培育、保护自然林和人工林来保护生态环境的一种防护措施。
生态防护林不仅可以保护水源地和防止土地沙漠化,还能改善环境和促进经济发展。
二、土壤保育黄土高塬沟壑区的土壤是缺乏保水保肥能力的脆弱土壤。
因此,在治理水土流失的过程中,必须采取有效的土壤保育措施,以增加土壤的保水能力和肥力,同时减少流失率。
1. 土壤覆盖通过种植草、树、灌木等多种植物,可以抑制水、风等自然力量对土壤的冲刷侵蚀,增加水分的蓄积和保持能力,从而减少水、土、养分的流失。
2. 有机肥料的施用施用有机肥料可以调节土壤的酸碱度,增加土壤肥力和保水能力,促进作物长势,提高作物产量。
同时,也可以培养土壤微生物,促进土壤的健康发展。
三、水资源管理黄土高塬沟壑区水资源短缺,水源地的破坏和水污染是导致水土流失的主要原因。
为了解决黄土高塬沟壑区的水土流失问题,应采取合理的水资源管理措施。
1. 水土保持基础设施建设应注重水土保持基础设施建设,如防洪堤坝、拦沙坝、雨水收集池等设施的建设和维护。
这些设施能够有效地抑制水和泥沙的流失,同时保护土壤和水资源。
DEM水文分析中一种有效消除伪水道的简易方法.

文章编号:049420911(20081220053203中图分类号:P208文献标识码:BD EM 水文分析中一种有效消除伪水道的简易方法董有福1,2,汤国安1,罗明良3(1.南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室,江苏南京210046;2.南京工业大学土木工程学院,江苏南京210009;3.西华师范大学国土资源学院,四川南充637002A S i m ple M ethod to Eli m i n a te Pseudo Channels Effecti velyi n Hydrolog i c Ana lysis Ba sed on D E MDONG You 2fu,T ANG Guo 2an,LUO M ing 2liang摘要:宽广河谷平坦地形区的存在,对基于DE M 提取的水系结构产生了严重影响,目前国内外已提出很多方法来处理这种平坦地形情况。
在对这些方法进行总结回顾的基础上,提出一种简易的伪水道消除方法。
该方法是在常用的河网提取算法的基础上,采用缓冲区分析和栅格叠置分析原理实现河网的二次有效提取。
实例研究表明,该方法原理简单、易于操作实现、效果明显,使基于DE M 在宽广河谷区生成的河网结构趋于合理,河网提取结果更加准确。
关键词:伪水道;水文分析;DE M;数字地形分析收稿日期:2008206210基金项目:国家自然科学基金资助项目(40671148,40571120作者简介:董有福(19762,男,河南信阳人,博士生,主要从事数字地形分析和空间数据库方面的研究。
一、引言数字地形分析技术在数字流域研究中获得了广泛应用,大比例尺系列的数字高程模型数据源的建立同时为水文模拟分析提供了较高精度保障。
沟谷网络的提取是相关流域特征参数的基础,而各个栅格单元水流方向的确定是自动生成连续和单宽河网的前提和关键。
提取沟谷网络及相关流域特征参数的算法经过20多年的发展,内容不断丰富和相对完善。
黄土高塬沟壑区水土流失综合治理措施

黄土高塬沟壑区水土流失综合治理措施黄土高塬地区是我国西北地区特有的地貌类型,它的地表覆盖以黄土为主,地势起伏,沟壑纵横,自然条件较差,土地资源丰富但易受水土流失的影响。
在经济社会发展过程中,黄土高塬地区的土壤水分和养分往往被大量消耗,加之气候的恶劣和地形的险峻,导致土地水土流失加剧,对生态环境保护和可持续发展产生严重影响。
水土流失治理成为当地生态环境改善和可持续发展的重要任务。
为了解决黄土高塬地区的水土流失问题,需要采取一系列综合治理措施。
一、加强水土保持工程建设1. 架设防风固沙设施。
在黄土高塬地区,风蚀是造成土壤水土流失的重要原因之一,需要在适当的地段架设风固沙设施,减少风蚀对土壤的侵蚀。
2. 建设梯田和梯坎。
在坡度较大的地区,可以采取修建梯田和梯坎的方式,减缓水流速度,减少水土流失的风险,同时提高土壤的保水保肥能力。
3. 构筑土坝拦沙。
对于沟壑纵横的地区,可以通过构筑土坝的方式,拦截沟壑中的泥沙,减少泥沙对下游水域的污染。
二、合理开展植被恢复和保护1. 实施退耕还林还草工程。
通过退耕还林还草工程,将原本耕种的土地恢复成林地或草地,增加植被覆盖,提高土壤的保水保肥能力。
2. 加强植被保护。
在黄土高塬地区,由于地形险峻,地表裸露的情况比较严重,因此需要加强对植被的保护,通过植被的恢复和保护,减少水土流失的风险。
三、推广节水灌溉技术1. 推广滴灌和渗灌技术。
在黄土高塬地区,水资源短缺是一个普遍存在的问题,因此需要通过推广滴灌和渗灌技术,减少农业用水的浪费,提高用水效率。
2. 采用土壤水分监测技术。
通过土壤水分监测技术,实时监测土壤的水分情况,科学合理地进行灌溉,避免由于过度灌溉导致的水土流失。
四、加强流域综合治理1. 实施河道整治工程。
通过对河道进行整治,增加河道的自净能力,减少河道中的泥沙含量,保护下游水域的生态环境。
2. 加强洪水防治工作。
在黄土高塬地区,由于地表裸露和植被稀疏的情况比较严重,一旦发生暴雨侵袭,容易导致洪水发生,因此需要加强洪水防治工作,减少洪水对土地的侵蚀。
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收稿日期:2002-12-04. 资助项目:国家自然科学基金项目(40271089);国家高技术研究发展计划863项目(2001AA135080);陕西省教育厅专项基金 (00JK149);测绘遥感信息工程国家重点实验室高访基金. 作者简介:朱红春(1977-),男,山东泰安人,现为西北大学城市与资源学系硕士研究生,主要从事GIS 与遥感应用技术研究,E-m ail:sdny x a@基于DEM 的黄土地貌类型提取与制图——以黄土高原丘陵沟壑实验样区为例朱红春 张友顺 汤国安 袁勘省 李晓印 易红伟(西北大学城市与资源学系,西安710069)摘 要 以陕北绥德县刘家沟流域为实验样区,从地貌成因、形态和土地利用角度出发,分析了黄土高原丘陵沟壑区3种典型地貌类型的区域特征;以不同地貌类型的区域特征为基础,在地理信息系统平台软件A rcV iew 的支持下,利用数字高程模型(DEM )自动提取黄土丘陵区3种基本地貌类型的方法和技术。
研究分析结果证明:利用DEM 自动提取地貌类型是一种快速、高效的技术方法,对指导退耕还林、防治水土流失和进行土地利用动态监测都具有重要意义。
关键词 DEM ,黄土丘陵沟壑区,地貌类型,水土保持中图分类号 P 2081 引言黄土丘陵沟壑区是我国水土流失最为严重的地区,也是西部大开发中实施山川秀美与小流域水土保持治理工程的重点地区。
此区,地形地貌条件制约着大气降水的再分配和径流的汇集,而且与土壤、植被等其他水土流失因子也存在着一定的关系;地貌和水土流失之间存在着相互促进和相互制约的关系[4~6]。
因此,有效地确定不同的地形地貌类型,是区域水土流失评价的重要基础。
黄土高原丘陵沟壑区的地貌类型分有沟间地、沟坡地和沟底地3种。
传统的地貌类型提取方法已不能满足实际工作的要求,随着地理信息系统的发展和进一步完善,利用高精度的DEM [5],结合不同地貌类型的地形特征,实现快速准确的提取是一新途径。
数字高程模型_DEM_在黄土高原研究中的应用与展望_李发源

数字高程模型(DEM) 在黄土高原研究中的应用与展望* 李发源 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 成都 610041 南京师范大学地理科学学院 南京 210097 摘要:作为地理信息系统(GIS)空间数据库中最重要的组成部分之一,DEM已在地学空间三维模型构建与地学空间分析中得到广泛的应用。
但是, DEM不仅仅是单纯的地形数据库,更应作为一种地学分析的新方法。
DEM分析方法的引入,给黄土高原研究带来了新的理念和思路。
如基于DEM的黄土高原流域特征地貌的提取及分析、土壤侵蚀模型的校正等都取得了很好的效果,同时,产生了一些新的概念,如黄土高原地面坡谱等。
初步研究表明,坡谱是利用微观地形指标来反映宏观地形特征的有效方法,对它的研究旨在探索黄土高原地貌研究的新方法,也是为解决地理学界长期争论不休的基本自然地理单元的尺度问题的一次尝试。
关键词:数字高程模型 黄土高原 应用 地面坡谱 Abstract: As one of the most important component of GIS spatial database, DEM has been wildly used in constructing the geo-spatial three-dimension model and geo-spatial analysis. Now it is regarded that DEM is not only a general spatial database, but a new kind of geo-science analysis method. DEM analysis method takes new ideas and thinking of Loess Plateau research. For example, it is effective that DEM based extracting and analysis of watershed geomorphology of Loess Plateau, and revising of soil erosion model, whilst, the new concept slope spectrum is put forward. Primary research shows that slope spectrum is an effective way of using microcosmic terrain index to reflect grant terrain character. It is proposed that this research is a new applying in geomorphology and an experiment to resolve the scale of basic physical geography unit that been discussed for a long time. Key words: DEM;DEM Loess Plateau applying Slope spectrum 1. 前言 数字高程模型(Digital Elevation Models,DEM)是地球自然表面的数字表示,是地理信息系统地理数据库中最为重要的空间信息资料和赖以进行地形分析的核心数据系统。
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的伪沟谷。
■
图 2 山体 阴影晕渲图
2 实 验 方 法
2 1 实验 样 区与 数 据 .
图3 ;流 累积量 图 1 2
实验样 区位 于陕西省 淳化县城 西北部 泾河 中游 地 区, 黄土 塬及残塬为主要地貌类 型 , 塬面地 形平 缓 , 但被 诸 多大沟 谷深
f 实验样区的等高线图 a 1 C 采用坡面流方法提取 的原始沟谷 网络 o )
域的; 流 累积量值减小 , 1 2 最终可有效地 消除伪 沟谷 , 到理想的实验 结果。 得 [ 中图分类号 ]P 3 . 215 [ 文献标识码]A [ 文章编号 ]10 0 4 (0 10 0 3 0 0 0— 9 1 2 1 )8— 0 6— 3 值 的选取 , 一般说来 , 当该 阈值 变大时 , 所提取 的沟谷网络结 果数量会变少 。李俊 、 陈涛 等以 陕北黄 土高 原为 研究样 区, 研 究 了沟壑 网络 提取 中汇流 累积 量 阈值 的选 取依 据 ” 。但 是, 对于黄土塬 、 黄土残塬 等地 区 , 由于 大量 平地 的存 在 , 图 试 仅 仅通 过调整汇流累积量 阈值来 消除伪 沟谷 是不可行 的。图 2 为 D M数据 的山体 阴影晕渲 图, E 可以看 出 A点处于沟谷 中 , 而
B点处 于塬 面平坦 区 ; 对应于水流路 径汇流 累积量 图 3 B点 的 , 汇流累积量值却 大大 高于 A点 。由此可 见 , 在黄土塬 、 黄土残
1 问题 的提 出
沟壑密度是反映 黄土高 原地 区地 面受侵 蚀程 度重 要 的区 域水土流失 因子 , 在该地 区的土壤 侵蚀 与侵 蚀产沙研 究 中得 到
沟谷 出现 。以上 问题 的出现 , 给黄土高原地 区沟壑密度 的
塬等存 在大面积平坦 区域 的地 区, 可能存 在合 适 的阈值 , 不 使 得提取的沟谷网络既包含较小的沟谷 , 又不存在伪沟谷 。
如上所述 , 在平原 台地 地 区 ( 如黄土塬 面 ) 由于大 量平坦 ,
区域的存在 , 使得 当采用坡面流模拟 方法进行 沟谷提取 时会产 生大量伪沟 谷 , 且无 法通 过 调整 汇 流 累积 量 阈值 来 消除 。因 此, 急需 寻求一种简单而有效 的解决方法 。
据计算 的沟壑 密度 为 2 0 i k 二者 的差异是相 当明显 的 。 . 5k / i , n n 由手动勾绘得 到的沟谷 网络 , 相应 的沟壑 密度 为 0 9 m k .2k / m ,
于黄土台塬 、 黄土残塬 的样 区进 行附加 实验。附加实 验样 区的
图 1 伪 沟谷 示 意
影 响提 取 沟 谷 网 络 结 果 的 关 键 因 素 是 汇 流 累积 量 阈
[ 金项 目]国家 自 基 然科学基金项 目( 90 3 , 8 14 ) 4 35 14 0 18 0 0
基本情况如表 l 所示。
切割裂 , 平均海拔 1 4 . 相对 高差 3 0m, 面平均 坡度 5 0 m, 0 4 9 塬 为 81, . 。 面积 10k 1 m×1 m) 0 m (0k 0k 。此外 , 实验 中为了对 比 文 中提出 的实验方法消除伪沟谷 的效果 , 还选 取 了地 貌类 型属
・
3 6・
中国水土保持 S C 0 1 WC 2 1 年第 8期
黄 土 塬 区 D M 水 文 分 析 E 中消 除地 面 伪 沟 谷 的 方 法
赵 明伟 , 国安 , 汤 李发 源
( 京 师范大 学 地 理科 学学 院 , 苏 南京 204 ) 南 江 106
[ 关键词 ]D M; E 水文分析 ; 沟谷 ; 伪 消除 ; 重矩 阵; 权 黄土塬区 [ 摘 要 ]当前基 于 D M的 沟谷 网络提取方法 , E 往往造成平原 、 台地地 区有大量的伪沟谷 出现。以位 于陕北的黄土塬 区
正确提 取以及水 文分 析的有效进行 , 都带来 了很大的困难。 图1 为实验样 区水文分 析 中存 在 的伪沟谷 示意 图 , a 为 () 实验样 区的地形 等高线图 , b 为该地 区采 用坡面 流方 法提取 () 的沟谷网络 , 比可 以发 现 , 始提取 的沟谷 网络 中存在 大量 对 原
了广泛 的应用 -] 目前 , 同学 者提 出了不 同的提取沟壑 网 3。 不
络 的方 法 一 其 中基 于 D M 的坡 面流模 拟方 法 因为数据 来 , E 源广泛 、 方法简单 、 法稳 定性 高而 得 到普遍应 用 。这 一方 法 算 根据水文学坡面流模型来判别水流 路径 , 首先对地 面洼地进 行 填充 , 构建无洼地 的连续地 面 J并 根据每 一个栅 格单 元与 相 , 邻单元之 间的最 陡坡 度 , 别求 取 沿水 流路 径 的汇 流 累积 量 识 值, 再选择适当的汇流累积量 阈值来 确定河 网。该 方法可 以直 接生成连续 的河 网。但是 , 计算 格 网单元 流量 累积 量值 时 , 在 本不会产生地 面径流 的平坦地 区 ( 如黄 土塬 面等 ) 例 也将产 生 很 大的汇流累积量值 , 从而造成提取沟 谷网络 时会 有大量 的伪
赵 明伟等法 E
表 1 附加 实 验 样 区概 况
・ 7・ 3
文提 出的消 除伪 沟谷 的方法 可 以有效 去除平 坦塬 面 上的 伪沟
谷, 并且细小 的沟谷 以及 平坦 的大 沟谷都 得 到 了很 好 的保 留 ;
根据处理结果计算 的沟 壑密度 为 1 0 m k 2 而根 据原 始数 .6 k / m ,