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毕业论文-基于ArcGIS平台的流域信息提取研究，共36页，18053字
摘 要
ArcGIS提供的水文分析模块主要用来建立地表水的运动模型，辅助分析地表水流从哪里产生以及要流向何处，再现水流的流动过程。同时，通过水文分析工具的应用，也可以有助于了解排水系统和地表水流过程的一些基本的概念和关键的过程，以及怎样通过ArcGIS水文分析工具从DEM数据上获取更多的水文信息。
基于以上研究内容，论文首先分析了本文课题的研究背景和意义，随后介绍了怎么利用ArcGIS中的水文分析模块对元谋县的流域信息进行提取和研究。
本论文着重对元谋县流域分析提取的步骤进行了详细的阐述，每一个步骤都附有相关图片进行辅助研究，主要介绍了利用ArcGIS9．3Hydrology水文处理工具包在DEM中提取河网水系的方法，阐述了其基本原理，并以元谋县为研究区域进行了河网生成实验。本研究成功地应ArcGIS9．3软件中的Hydrology水文处理工具包和DEM对元谋县河流流域进行了水文信息提取。经过对比分析，用 Hydrology水文处理工具包和DEM提取的河网的空间分布与实际相对吻合。利用 DEM提取流域水文信息在充分提高工作效率的同时可以保证信息提取的精度，这对于数字流域建设、农业工程规划和水资源管理等都具有十分重要的意义。

关键词：Hydrology模块，水文分析，DEM,信息提取

ABSTRACT
ArcGIS to provide hydrological analysis module is mainly used to create a surface water sport model, secondary analysis of surface water from where and to flow where the reproduction of the flow process of the water. The same time, through the application of hydrological analysis tools can also help to understand the basic concepts and key processes some of the drainage system and surface water flow process, and how ArcGIS hydrological analysis tools to get more hydrological information from the DEM data.
Based on the above research, the paper first analyzes the background and significance of the subject of this article, then introduces how to use ArcGIS hydrological analysis module to extract and study Yuanmou County watershed.
This paper focuses on extraction step described in detail, each step accompanied by a relevant picture to supporting research, the main use Arcgis9.3Hydrology hydrological processing tools package to extract the DEM river network Yuan mou counties basin analysis, described the basic principles of the river to generate experimental and Yuan mou County study area. Hydrology hydrological research successfully should ArcGIS9.3 to software processing toolkit and DEM Yuanmou County river basin hydrological information extraction. After comparative analysis, Hydrology hydrological processing toolkit and DEM extraction of river space distribution and the actual relatively consistent. DEM extraction of hydrological information to fully enhance the work efficiency at the same time guarantee the accuracy of information extraction, which has great significance for the construction of the digital watershed, agricultural engineering, planning and water resources management and so on.

Keywords: Hydrology model, hydrological analysis, DEM ，Information extraction
目 录

摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 论文研究的意义和背景 1
1.2 国内外研究状况和发展趋势 2
1.2.1国内外研究状况 2
1.3 论文主要研究内容和研究路线 3
1.3.1研究内容 3
1.3.2 研究路线 4
第2章 基于DEM数据的流域信息提取方法综述 5
2.1数字流域水系提取算法 5
2.2流向算法描述 7
2.2.1 单流向法 8
2.2.2多向流法 9
2.3数据预处理算法综述 10
2.3.1 算法介绍 10
2.3.2 J&D 算法实现步骤 11
2.3.3.DEM流向矩阵算法 11
第3章 研究区概况 13
3.1 研究区概况 13
第4章 基于DEM数据的元谋县水文信息提取 15
4.1 水流方向的提取 15
4.2 洼地的计算 17
4.2.1 洼地的提取 17
4.2.2 洼地深度计算 18
4.2.3 洼地填充 20
4.3 汇流累计量的计算 21
4.4 水流长度的计算 22
4.5 河网的提取 24
4.5.1 河网的生成 24
4.5.2 Stream link的生成 25
4.5.3 河网分级 26
4.6 流域的分割 26
4.7集水流域的生成 27
4.8 提取流经元谋县的龙川江分析 28
第5章 结论与展望 30
5.1结论 30
5.2展望 30
致 谢 31
参考文献 32

研究内容
在本文研究中，以元谋县地形图数据为研究对象，以地理信息系统ArcGIS平台的水文分析模块为研究工具，以选定流域DEM数据为基础，提取流域边界、流域水系等信息，并为流域水资源规划提供基础，本论文研究内容主要有以下几个方面：
1、无洼地DEM 生成
洼地是指一个栅格或空间上相互联系的栅格的集合，在水流方向栅格主题中其值不能用流向的8个方向值来表示。进行水流方向计算时，由于洼地区域的存在，往往得到不合理的水流方向数据，从而不能生成合理的数字河网，因此要事先进行洼地填充。其基本过程是利用水流方向数据计算出洼地区域和洼地深度．然后根据洼地深度设定填充阈值进行洼地填充。
2、汇流累积量计算
汇流累积量计算的基本思想是：以规则格网表示的数字地面高程模型每点处有一个单位的水量，按照水流从高处流往低处的自然规律，根据区域地形的水流方向数据计算每点处所流过的水量数值，从而得到该区域汇流累积量。
3、河网的生成
在汇流图中，每一个栅格的汇流累积量代表着能够注人该栅格的所有单位水量的数量，当栅格的汇流累积量大于某一给定的阈值时，认为该栅格位于水道之上，将这些栅格赋值为1，小于该阈值的栅格赋值为NODATA。将各水道按有效水流方向连接产生流域河网，划分出河流网络系统。
4、流域的分割
流域又称积水区域，是指流经其中的水流和其他物质从一个公共的出水口排出而形成的一个集中的排水区域。出水口或点即流域内水流的出口，是整个流域的最低处。流域间的分界线即为分水岭。分水线包围的区域称为一条河流或水系的流域，流域分水线所包围的面积就是流域面积，流域盆地是由分水岭分割而成的汇水区域，可以利用水流方向确定出所有相互连接并处于同一流域盆地的栅格区域。首先，确定分析窗口边缘出水口的位置，所有流域盆地的出水口均处于分析窗口的边缘。其次，找出所有流入出水口的上游栅格的位置，即为流域盆地集水区。