4.arcgis之闽江流域分析资料.pdf

1 实习实习 4 水文水文分析分析 —闽江流域闽江流域分析分析 一一 实习内容和意义实习内容和意义  内容：提取闽江完整的子流域，将行政区划范围图覆盖这个子流域上面，三维 显示该流域，并且对该流域做进一步的分析  意义：了解基于 DEM 数据的水文分析方法，熟练掌握空间分析与三维显示操 作，综合利用各项分析工具解决实际问题 二二 数据准备数据准备 根据所做地区的坐标值，在国际科学数据平台下载高程数据 srtm_60_07 三三 涉及的基本概念涉及的基本概念  重分类：基于原有数据，对原有数值重新进行分类整理从而得到一组新值并输出  坡度：指过某一点的切平面与水平地面的夹角  地面粗糙度：指特定的区域内地球表面积与其投影面积之比，  地形起伏度：指特定的区域内，最高点海拔高度与最低点海拔高度的差值  坡向变率：指在提取坡向的基础上，提取坡向的变化率，即坡向之坡度 四四 具体操作步骤具体操作步骤 目录目录 (一) 前期准备 . 3 数据下载 . 3 ASCII 转 ASCII 3 ASCII 转栅格 . 4 (二) 闽江流域的提取 . 5 水流方向的提取 . 6 洼地填充 . 6 Fdem 的水流方向提取 . 7 计算汇流累积量 . 8 生成流域图 . 9 栅格转矢量 . 10 提取闽江流域矢量数据 . 11 2 利用流域图分别提取 fdem 方向数据 汇流累积量数据 11 (三) 河网提取 . 13 通过栅格计算器提取河网 . 13 河网分级 . 14 栅格转矢量 . 15 (四) 流域内地形因子提取 . 16 计算水流长度 . 16 Tin 制作 17 坡度分析 . 18 破向分析 . 19 等高线分析 . 20 地表起伏度图 . 23 地表粗糙度图 . 23 山顶点提取 . 24 提取山脊线 山谷线 . 27 (五) 矢量行政区编辑 . 29 选择数据 . 29 提取数据 . 30 (六) 流域分析 . 31 流域面积 河流长度 . 31 河网密度计算 . 32 高程分析 . 32 坡度分析 . 34 总结 . 36 (七) 整饰出图 . 37 生成山体阴影 . 37 图幅装饰 . 37 三维显示 . 38 3 (一一) 前期准备前期准备 数据下载数据下载 根据作业要求， 我选择做福建省境内的河流闽江的流域分析图。

根据要做的河流所在经 纬度， 在国际科学数据平台下载 ARS 数据 通过查询， 流域范围大约处于经度 116°~120°， 纬度 25°~29°之间，由于在国际科学数据平台的数据经纬方向跨度都为 5°，闽江区域正 好在 srtm-60-07 之间，所以只下载 srtm_60_07 就包含了所有的区域 ASCII 转转 ASCII 把下载下来的数据解压到 E 盘下的闽江文件夹内， 把解压好的数据添加到 global mapper 视图中， 由于数据已包含投影， 所以再次不需要定义投影 点击 tool 工具下的 Configuration， 打开属性对话框，吧投影设置为西安 80-高斯克吕格 20 带，参数如图所示，点击 OK，得到 转换后的数据，如图所示： 投影参数设置 4 转换后的数据 点击 file， 选择导出栅格高程数据， 选择 ASCII 类型， 导出时把栅格大小都设置为 90*90， 参数设置如图，点击 OK 导出时参数 ASCII 转栅格转栅格 打开 ArcGIS，点击 Arctoolbox|转换工具|to 栅格|ASCII 转栅格，打开对话框，设置参数 如图，将 ASCII 数据转换为栅格数据，结果如图所示： 5 转栅格对话框 栅格数据 在 Arccataog 中选中数据右键属性，并且把转换后的栅格数据坐标系为西安 80 下的高 斯克吕格 20 带。

(二二) 闽江流域的提取闽江流域的提取 打开 ArcGIS，导入 DEM 数据，激活 3D analyst 与 SptialAnalyst 模块、设置工作空间、 栅格大小、处理范围等环境打开自定义工具条下的自定义模块，点击从文件添加，把 hydrology 工具条添加上如图所示： 6 自定义工具条 hydrology 工具条 水流方向的提取水流方向的提取 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|水文分析|流向，添加 dem，点击确定生成流向图， 如图所示： 流向图 流向图数据的栅格值并非 2 的 n 次方，所以断定此 dem 有洼地，所得流向图不准确 需要进行洼地填充 洼地填充洼地填充 7 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|水文分析|填洼，选择 dem 数据，设置输出名字为 Fdem，点确定生成无洼地的 dem 数据，如图所示： 填洼对话框 填洼后的 DEM Fdem 的水流方向提取的水流方向提取 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|水文分析|流向，添加 Fdem，设置参数如图，点击确 定生成流向图，如图所示： 8 流向对话框 流向图 计算汇流累积量计算汇流累积量 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|水文分析|流量，设置参数如图，点击确定，生成汇 流累积量图，如图所示： 9 流量对话框 流量图 生成流域图生成流域图 点击 hydrology 工具条下的 watershed，设置参数如图，点击确定。

在确定域值之前，查 看河流的累积量，根据经验与不同域值成图效果的对比，最后确定域值为 4000000最后生 成闽江流域图，如图所示： 分水岭对话框 10 流域图 栅格转矢量栅格转矢量 将流域图转换成矢量图，打开点击 Arctoolbox|转换工具|由栅格转出|栅格转面，设置参 数如图，点击确定生成矢量流域图，如图所示： 栅格转面 11 矢量流域图 提取提取闽江流域矢量数据闽江流域矢量数据 将此图层设置为可编辑，把不是闽江流域的数据删除掉， 最后只剩下闽江流域的矢量 图，保存设置，结果如图所示： 闽江流域图 利用流域图利用流域图分别提取分别提取 fdem 方向数据方向数据 汇流累积量数据汇流累积量数据 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|提取分析|用掩膜提取，设置参数，输出名称分别为 fdem0 、flowdir0 、flowacc0，如图所示： 12 提取后的闽江 dem 提取后的闽江流向图 13 提取后的闽江汇流累积量图 (三三) 河网提取河网提取 通过栅格计算器提取河网通过栅格计算器提取河网 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|地图代数|栅格计算器，设置 Flowacc010000，结果 名设置为河网。

域值根据经验与当地气候等方面的考虑，经过各个域值所提取河网对比，最 终确定为域值为 10000如图所示，点击确定，所得结果如图： 栅格计算器对话框 14 提取后的河网数据 河网分级河网分级 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|水文分析|河网分级，设置参数如图，采用第二种分 类方法，点击确定所得结果如图所示： 河网分级对话框 15 分级后的河流 栅格转矢量栅格转矢量 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|水文分析|栅格河网矢量化，设置参数如图，点击确 定得到分级后的栅格河网数据 栅格河网矢量化对话框 右击得到的矢量化的河网数据，打开图层属性的符号系统，按数量给河网分为 5 级，并 分别对着五级设置不同的符号系统，得到最终结果如图所示： 16 设置符号 分级后的河网 (四四) 流域内地形因子提取流域内地形因子提取 计算水流长度计算水流长度 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|水文分析|水流长度，设置参数如图，点击确定如 图所示： 17 水流长度对话框 水流长度 Tin 制作制作 点击 3Danalyst|转换|由栅格转出|栅格转 TIN，打开转换对话框，设置参数如图，点击确 定，到结果如图所示： 栅格转 TIN 对话框 18 TIN 坡度分析坡度分析 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|表面分析|坡度，打开坡度对话框，设置参数如图， 点击确定，得到坡度图，如图所示： 坡度对话框 19 坡度图 破向分析破向分析 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|表面分析|坡向，打开坡向对话框，设置参数如图， 点击确定，得到坡向图，如图所示： 坡向对话框 20 坡向图 等高线分析等高线分析 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|表面分析|等值线，打开等高线对话框，设置参数如 图，等值线间距设置为 150，点击确定，得到等值线图，如图所示： 等值线对话框 21 150 等高线 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|地图代数|栅格计算器，设置 aspect45andaspect0 and SOA70，求取山 脊线，结果如图所示： 29 参数设置 使用空间分析中的栅格计算器，参数设置如图所示，公式为 C70，求取山 谷线，结果如图所示： 参数设置 根据所得出的结果显示，山谷线、山脊线错综复杂，呈点状分布较多，可以分析出流域 内多山丘，并没有 连续的山脉，所以求出山谷线、山脊线不具有代表性，不能显示出次流 域内的地形特征。

(五五) 矢量矢量行政区编辑行政区编辑 选择选择数据数据 把原有的福建省地图数据全部添加到视图中，如图所示，根据流域图与之叠加，删除掉 没有用的图层，最后只剩下县界、市界、行政区、城市点图层 30 数据叠加图 提取数据提取数据 点击 Arctoolbox|分析工具|提取|裁剪，打开裁剪对话框，参数设置如图，依次利用矢量 的流域范围裁剪城市点、市边界、县边界、行政区划并且依次对个图层进行符号化设置， 所得结果如图所示： 裁剪对话框 31 裁剪后的福建省 (六六) 流域分析流域分析 流域面积流域面积 河流长度河流长度 打开矢量流域图的属性，如图所示，可得到闽江流域面积为 60824084697 平方米 流域图属性表 根据上面分析所得的河流长度数据，如图所示，可得到河流长度为 533431 米 32 河流长度图层 河网密度计算河网密度计算 打开矢量河流的属性表，在 shapelength 上右击，选择统计，如图所示，可知河流总长 度为 5517441 米加上上一步所得面积，根据公式 Ds=∑L/A=5517/60824= 0.0907，可得出 闽江流域河网密度为 0.0907 河流长度统计图 高程分析高程分析 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|重分类|重分类，打开重分类对话框，设置参数如图， 由于没有高山，所以将流域分为两类：低山、中山。

点击确定，得到重分类后的高程图，如 图所示： 分类对话框 33 重分类对话框 分类后高程图 打开重分类后高程图的属性表，导出数据为 dbf 格式，参数设置如图，得到原始数据 用Excel把数据打开后另存一份Excel格式的， 通过对数据的分析得出低山所占面积为57046 平方公里，所占流域面积比例为 93.79%，高山所占流域面积为 3776 平方公里，所占流域面 积比例为 6.21%如图所示： 34 数据导出 数据分析 坡度分析坡度分析 点击 Arctoolbox|SptialAnalyst 工具|重分类|重分类，打开重分类对话框，设置参数如图， 将坡度分为 5 级，点击确定得到分类后的图，如图所示： 坡度分类 35 重分类对话框 重分类后的坡度图 打开分类后坡度图的属性表，导出 dbf 数据，如图所示： 导出数据 36 把导出的数据用 Excel 把数据打开后另存一份 Excel 格式的，根据原始数据分析结果如 图所示，可以得出 0-5 度所占面积为 8485 平方公里，占流域面积的 13.95%，5-8 度度所占 面积为 7032 平方公里，占流域面积的 11.56%，8-15 。