流域分析

n流域是指具有共同出水口的地表水流经的集水区域。

n流域常用于水域和其它资源管理和规划的区域单元。

n流域分析是指用DEMs和流向来勾绘河网和流域。

                         图14.7  

勾绘的流域叠置在三维地面上。黑色线条代表流域边界,丘陵地区的流域边界与地形分水岭颇为一致。

流域的勾绘

n可以在不同的空间尺度来勾绘流域边界。

n流域的勾绘可基于区域也可基于点。基于区域的方法是将研究区划分成一系列流域，每个区域对应一个河段。基于点的方法是用所选的点生成流域。

自动生成流域的步骤

1.已填洼DEM：指不存在有小洼地。

2.生成流向栅格：流向栅格显示水流离开每一个已填洼高程栅格单元时的方向。

3.生成流向累积栅格：对每个像元列出流经它的像元数。

4.生成河网：应用河道初始值由流量累积栅格可导出河网。

5.生成河流链路：每段河流栅格线被赋予唯一的值和流向。

6.勾绘流域：该操作用流向栅格和河流链路栅格作为输入数据。

                       图14.8  

通过计算中心像元与其每个邻接像元（共八个）的距离权重坡度，确定图a中心像元的流向。对于其中四个紧邻的像元，坡度的计算是将中心像元与邻接点的高程差除以1。对于四个角落的邻接像元，其坡度的计算是用高程差除以1.414（图b），结果显示最陡的坡度是从中心像元到其右侧像元，是为流向。

                       图14.9 

已填洼高程栅格（a）、流向栅格（b）和流量累积栅格（c）。（c）图中的两个阴影栅格的流量累积值都是 2。其中上面的像元接受来自其左边和左下方像元的水流，下面的像元接受来自其左下方像元的水流，它本身已有流量累积值1。

                       图14.10

           流量累积栅格，图中较暗符号表示较高的流量累积值。

                             流量累积栅格用于计算流向每个元胞的元胞数量。

河  网

河网的推导是基于代表维持河道头所需泄流量的河道初始阈值与周边起产流作用的贡献元胞。

                        图14.11

为了生成河流链路，河网的每一段都被赋予唯一值和流向。右边插入图显示三个河流链路。

                        图14.12

河流链路栅格包括河段、交汇点、流向和出水口。

                        图14.13 

                         全流域分析

基于点的流域

基于所感兴趣的点来勾绘特定流域，这些感兴趣的点可能是河流的水文站、水坝或水质量监测站。在流域分析中，这些点称为泻流点或出水口。

                      图14.14  

                    基于点的流域（图中灰色区域）。

泻流点

n如果泻流点不是直接位于河流链路上，对该出水口将导致偏小的、不完整的流域。

n解决方法是用一个命令，在用户定义的搜索半径内，可以将泻流点接合到河流像元上。

                        图14.15 

如果泻流点（黑色圆点）未被接合到具有高流量累积值的像元（灰色标识），通常只能识别少数像元（阴影区域）作为它的流域。

                        图14.16 

当图14.14的泻流点接合到具有高流量累积值的一个像元时（例如，表示河道的一个像元），其流域范围扩展到超出美国地质调查局1:24,000比例尺的矩形地图边界。

生成基于点的流域的规则

n如果泻流点位于交汇点，那么从交汇点起的上游流域被合并为泻流点的流域。

n如果泻流点位于两个交汇点之间，则两个交汇点之间河段的流域分为两部分：一个为泻流点的上游河段，另一个为下游河段。然后，该流域的上游部分与更上游的流域合并，形成该泻流点的流域。

                        图14.17

（a）中黑色圆圈标识的泻流点沿河段分布，而不是位于交汇点处；（b）中显示该泻流点的流域是融合流域（以粗黑线显示），表示该泻流点的上游汇流面积。