两种不同DEM处理方法提取的水系比较.pdf

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1、资源调查与环境第33卷第3期RESOURCESSURVEY＆ENVIR0NMENTVo1．33No．3文章编号：1671—4814(2O12)O3—206—05两种不同DEM处理方法提取的水系比较刘昱恒，徐宏根(1中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京100083)(2中国地质调查局武汉地质调查中心，武汉430205)摘要：水系不但是重要的自然地理要素，而且对防洪减灾、资源开发等有着重要意义。基于DEM的坡面径流法是最为常用的水系提取方法，其提取精度直接取决于DEM中洼地的处理方法。为了比较不同DEM处理方法对水系提取精

2、度的影响，本文以江西省潦河流域为例，利用基于DEM数据的J＆D算法及基于辅助数据的AGREE方法来处理实验区DEM，然后利用坡面径流法提取水系。结果表明，经两种方法后均可以提取出连续的水系，且提取水系的等级、数量及长度相差不大；在提取精度上，在受人类活动影响较小的山地丘陵地区两种方法提取的水系比较吻合，而在平坦地区或受人类活动影响较大的地区提取的水系差异较大，且AGREE方法处理后提取的水系精度较高。关键词：水系；坡面径流法；提取精度；辅助数据中图分类号：TP753文献标识码：A数字水系是大多数地表水文分析模型的主要输如ERS

3、IArcGIS等。该算法对山区或河流谷底存在入数据，在水资源开发利用、防洪减灾、水域污染监小范围闭合洼地的情况较有效，但对于大范围的平测及水土保持等诸多方面也得到了广泛的应用L1]。原或水体区域内的洼地和平地进行处理时，所提取DEM由于能够表达丰富地貌信息而被广泛的运用水系的效果和效率还不尽如人意[3]。其二是加入辅于数字水系的提取。目前，最常用的基于DEM水系助数据进行处理。由于采用单一的DEM数据源很提取方法是坡面径流法，其原理是从DEM中隐含难判断出流域局部真实的地形特征和水流方向，因的格点高程及地理信息，凭借地表径流在

4、地形作用此在提取流域水系等信息时往往需要加入辅助数据下的运动规律的特征表达，利用计算机自动实现流进行修正。为此，Hutchinson提出了“StreamBurn—域河网水系的准确提取L2]。ing”方法，建议将河网辅助信息应用于DEM中，使目前，利用DEM提取水系主要有两种思路：其通过网格的水流与真实河网相对应[4]。Saunders等一是依靠单纯DEM数据的处理。这种方法由于插通过人工数字化水系图来提高虚拟河网精度[5]。值误差、数据分辨率尤其是水平分辨率的影响，Turcotte等在Saunders等研究的基础上通过数字DE

5、M数据往往不能反映小于分辨率范围内的地形河流和湖泊网络DRLN(DigitalRiver&LakeNet—起伏，由此造成平地和洼地而影响水系提取的精度，work)来提高湖泊和平原的水系提取精度L6]。在国因此，洼地和平地流向的确定成为水系提取研究的内，王加虎等通过数字化不同比例尺的地形图水系热点与难点。Jenson和Dominique提出了一种洼地等方式解决了DEM水系提取中的部分河道缺失的和平地的流向赋予算法(以下简称J&D算法)，该方信息。此方法使提取出的河道流向更加准确，在水系法首先寻找洼地或平地的流出点，然后根据流出点

6、提取方法上值得借鉴E。林凯荣等采用了目视解译的高程对洼地或平地进行增高，最后从流出点附近遥感影像方法对提取出的河系进行修正，此方法虽的栅格开始从近及远赋予流向值乜]。由于该算法稳然可以生成比较符合实际地形的河系，但目视解译健且适应范围广而被广泛运用于一些商业软件，例受研究者经验的影响较大，而且花费大量时间-8]。郝收稿日期：2012—03-05第一作者简介：刘昱恒(1989～)男，湖北钟祥人，在读研究生，中国地质大学(北京)地球科学与资源学院。第33卷第3期刘昱恒，等：两种不同DEM处理方法提取的水系比较207振纯等采用主干河

7、道数字化方法，通过叠加处理，改的生成的水流方向栅格逆向跟踪计算能够注入该栅变主干河道经过的格网内高程值，使河网生成在主格的所有栅格数目，并将其标注为该栅格的汇流特干河道的约束条件下完成]。Ferdi提出了AGREE征值，生成水流集聚栅格。算法，该方法根据输入的矢量水系数据来重新调整1．1．4河网提取DEM中相应栅格的高程值[1。。。该方法简单、易于实在水流集聚栅格中，每一个栅格的汇流特征值现，且配合J算法可以实现河网水系的准确提代表着注入该栅格的所有栅格的数量。当栅格的特取，因此，该方法也作为ArcGIS水文分析的一个模征值大

8、于某一给定阈值时，认为该栅格为河网栅格，块而得到了广泛的运用。将这些栅格的值赋为1，小于该阈值的栅格值赋为这两种思路中，前者以J＆D算法因稳健可靠而0，即生成二值化的河网栅格。被广泛应用；后者以AGREE方法较为代表。为了比1．2基于DEM数据的洼地处理方法较两种不同DEM处