水文分析实验报告

实验项目（四）： 水文分析

一. 实验目的：

利用水文分析工具提取地表水流径流模型的水流方向、汇流累积量、水流长度、河流网络（包括河流网络的分级等）以及对研究区的流域进行分割等。通过对这些基本水文因子的提取和基本水文分析，可以在DEM表面之上再现水流的流动过程，最终完成水文分析过程。

二.实验器材：

arcmap

三..实验数据：

DEM数据

四、 实验步骤: 1、无洼地DEM生成 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，打开水流方向（Flow Direction）计算对话框。设置对话框，计算出水流方向数据。

洼地计算

1) 双击hydrology工具集中的Sink工具，弹出洼地计算对话框。 2) 设置对话框，完成。

洼地深度计算

1) 双击hydrology工具集中的watershed工具，弹出流域计算对话框； 2) 设置对话框，进行洼地贡献区域的计算；

3) 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； 4) 设置对话框；

5) 统计类型选择；这里选择最小值作为统计类型。

6) 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，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。

7) 计算洼地深度。加载Spatial Analyst模块，点击Spatial Analyst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。

洼地填充

1) 双击hydrology工具集中的fill工具，弹出洼地填充对话框； 2) 设置对话框； 2、汇流累积量

1) 双击hydrology工具集中的的flow accumulation工具，打开汇流累积量计算对话框；

2) 设置对话框，完成。

3、水流长度

1) 双击hydrology工具集中的的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) 当设置完成后，点击OK完成。

4、河网的提取 河网的生成

1) 河网的生成是基于汇流累积矩阵的，首先应该计算出研究区域的汇流累积矩阵。这里用汇流累计栅格数据flowacc作为基础数据。 2) 设定阈值。

3) 栅格形式的河网的形成。栅格河网的生成是利用map algebra工具集中的multi map output工具中的con命令或者setnull命令计算的，他们都是基 于栅格进行有条件的查询并将查询结果赋予新的栅格数据中。计算的思想是利用所设定的阈值进行整区域的分析并生成一个新的栅格图层，在生成栅格数据中将那些汇流量大于设定阈值的栅格的属性值设定为1，而小于或等于设定阈值的栅格的属性值设定为无数据。栅格河网的生成是利用设定一个河网生成阈值，也可以利用ArcMap中的Spatial Analysis分析模块下的Raster Calculator来计算出所有大于设定阈值的栅格，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。 4) 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。栅格数据的矢量化时，选择的是最短的路线绘制成线。双击hydrology工具集中的stream to feature工具，设置对话框，完成。

河网分级的生成：

1） 同Stream link的计算一样，stream orde 据的基础上，首先在ArcMap里将水流方向数据fdirfill和栅格河网数据streamras打开。

2) 双击hydrology工具集中的stream order工具，弹出stream order计算的对话框。设置对话框，完成后单击OK即可。