（毕业论文）基于srtm-dem水系提取及验证方法研究——以汉江为例

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1、基于SRTM-DEM水系提取及验证方法研究一一以汉江为例摘要：介绍基于地表流漫流模型从数字高程模型(DEM提取水系的提取方法，以汉江为例提取汉江流域的水系,并用从汉江T陽像中提取的水系作为验证依据验证上述提取水系方法的精确性。水系提取方法的主要流程是洼地的识别和填充、水流方向的确定、汇流累积量的确定和河流栅格网络的生成以及矢量化水系的生成；从T嚟像提取的水系为验证依据验证上述提取水系方法的精确性。研究结果显示，从DE肿提取水系基本与真实水系吻合，但是从某些局部看提取的水系还是存在偏差。关键字：DE儆据水系提

2、取；T儆据水系提取；验证引言以往的水文水资源的研究和实践工作中，人们通常从地形图或其它图中手动获取所需水系的分布，工作量巨大，耗时费力，加上人为的水系分级或者忽略低级水系使水系提取标准不统一，提取的水系网又很难做进一步利用。随着GIS在当前各方面的应用越来越广，高精度的DEM获取渠道逐步拓宽，从DEM屮提取的水系满足了人们某些领域的需要,GIS中水文分析模型(Hydrologymodel)提供的水系提取方法使水系网能自动生成，并且生成的水系趋近真实的水系网。水系提取精度在水系提取中是必须考虑的因素,科学合理

3、的验证方法可以促进提取方法的成熟。过去的验证方法中很少使用遥感影像来验证水系提取的质量,本研究尝试使用从LandsatTM影像中提取的水系情况作为验证资料，这种验证方法是否可行可靠十分值得探索和研究。GIS中水文分析模型的主要功能是从数字高程模型(DEM)中提取地表水文要素特征信息，进行地表水文的空间分析，并将分析结杲可视化显示，能基于一定分辨率DEM分析显示出地形的局部特征，按某种算法可以自动的将一定地理空间范围内的自然水系提取出来。在使用DEM数据提取水系以来，学者们对提取方法的研究层出不穷，其中一种是

4、0，Callaghan和Mark提出的坡面流模拟方法，通过模拟地表径流在地表的流动来产生水系⑶。该算法依据水总是沿斜坡最陡方向流动的原理，确定DEM中每一个栅格单元的水流方向；然后根据栅格单元的水流方向计算每一个栅格单元的上游汇流量，再选择合适汇流量阈值来确定河网，这种方法可直接生成相互连接的河网，操作简单，过程明确，结果能较好的反映真实水文要素，常常作为DEM水系提取时最好的方法。近几年里很多学者实践了这种方法，不仅提取出研究区水系网，而且在影响提取的水系网的多个因素和应用提取的水系网求得其他水文特征方面

5、也做岀详细的论述,他们验证出这种方法虽然仍存在一些缺陷，但能取得其它方法无法比拟的效果[1-5]O1研究区概况研究区汉江又称汉水，古时曾叫沔水，与长江、黄河、淮河并称“江河淮汉”。汉江就长度而言为长江第一大支流，它发源于陕西省西南部秦岭与米仓山Z间的宁强县（隶属陕西省汉中市，旧称宁羌）冢山，而后向东南穿越秦巴山地的陕南汉中、安康等市，进入鄂西后北过十堰流入丹江水库，出水库后继续向东南流，过襄阳、荆门等市，在武汉市汇入长江。汉江流域涉及鄂、陕、豫、川、渝、甘6省市的多个地区。流域地势西北高，东南低，西为褶皱隆

6、起中低山区，东以平原丘陵为主。汉江流域属亚热带季风区，气候温和湿润，降水量较丰沛；但年内分配不均，5〜10月径流量占全年75%左右，年际变化较大，是长江各大支流中变化最大的河流。汉江干流中下游区，是长江中游重点保护区之一。由于河槽泄洪能力与洪水来量严重不平衡，历史上洪水灾害严重，也是长江支流中洪水灾害最严重的一条。2研究方法2.1从DEM数据中提取水系2.1.1DEM数据预处理SRTM（ShuttleRadarTopographyMission,即航天飞机雷达地形测绘使命）数据是美国太空总署（NASA）和国

7、防部国家测绘局（NIMA）联测，由2000年2月11日美国发射的“奋进"号航天飞机上搭载的SRTM系统，花费222小时23分钟，采集到北纬60度至南纬56度之间的地表面数据。雷达影像数据总面积超过1.19亿平方公里，采集到全球超过4/5的陆地表而数据。SRTM数据每个文件里包含一个经纬方格，精度1arc-second和3arc-seconds,称作SRTM1和SRTM3,或者称作30M和90M数据，SRTM1文件里包含3601*3601个采样点的高程数据，SRTM3文件里包含1201*1201个采样点的高程

8、数据。由于受下载限制权限的影响，高分辨率的数据较少用于普通科研项冃中。冃前中国境内可免费下载的是90m分辨率高程数据,30m数据点算术平均得来的。采集数据经过两年多时间进行了处理，生成我们现在可用的SRTM地形产品数据一数字地形高程模型。原始DEM数据在存在洼地、坐标系等方面存在问题，为使数据止确使用，捉高计算速度等目的，本研究中对原数据进行了下面一系列的处理。1.从STRMDataSearch下载网页中下载分辨