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【ArcGIS工具箱】63.水文分析——水流长度

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水文分析工具集专门用于为自然地表上的汇流建立模型,但前提假设是对于任何一个像元,水都可以从多个相邻像元流入但仅从一个像元流出。
水文分析工具可用于解决各种水资源管理问题,例如洪水模拟、水资源管理和流域分析等。水文分析工具集包括盆域、填洼、流量、流向、流动距离、水流长度、汇、捕捉倾泻点、河流链、河网分级、栅格河网矢量化、分水岭十二个工具。
本次主要介绍水流长度工具。
  • 1、概念:

水流长度工具用于计算沿每个像元的流路径的上游(或下游)距离或加权距离。流长度是指地面上一点沿水流方向到其流向起点或终点间的最大地面距离在水平面上的投影长度。

该工具会基于流向数据,通过沿水流方向累加每个像元的流向值来计算水流长度计算的水流长度可以表示实际的地表水流路径长度或根据特定条件进行加权的长度。
ArcGIS中水流长度的提取方式有顺流计算溯流计算两种。
  • DOWNSTREAM(顺流计算)顺流计算是计算地面每一点沿水流方向到该点所在流域出水口的最大地面距离的水平投影;
  • UPSTREAM(溯流计算)溯流计算是计算地面每一点沿水流方向到其流向起点的最大地面距离的水平投影。

下面举例说明流量工具根据原始DEM数据以顺流计算方法计算水流长度的处理过程。

在示例中,原始DEM数据为像元大小为2的6×6的栅格数据,首先使用流向工具生成流向栅格数据:

然后,根据流向栅格数据计算每个像元到流域出水口的距离,即水流长度。例如,下图中的像元(橙色)到流域出水口(蓝色)的距离为:
2*√𝟐 + 2*√𝟐 + 2 ≈ 7.7

依次计算,最终得到水流长度

水流长度工具的输出结果可以用于多种水文分析应用,如确定河流网络中最长水流的长度、计算盆地的聚集时间等。它提供了对地表水流路径的定量描述,有助于更好地理解水流在地表的分布和流动特征。
比如,水流长度会直接影响到地面径流的速度,从而影响对地面土壤的侵蚀力。因此,在其他条件相同时,水力侵蚀的强度依据水流经过的坡的长度来决定,坡面越长,汇集的流量越大侵蚀力也就越强。
  • 2、工具:
加载填挖处理之后的DEM栅格数据elevation】。
然后生成流向栅格数据【FlowDirection】:

选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→水文分析→水流长度】工具,进行相关设置。
  • 测量方向:选择顺流计算还是溯流计算。

以下分别是DOWNSTREAM(顺流计算)和UPSTREAM(溯流计算)的生成结果:

顺流

计算


溯流

计算


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《ArcGIS工具箱》系列内容目录(持续更新):

……

51.区域分析——分区几何统计
52.区域分析——分区统计
53.区域分析——面积制表
54.区域分析——区域直方图
55.区域分析——区域填充
56.水文分析——流向
57.水文分析——汇
58.水文分析——填洼
59.水文分析——流量
60.水文分析——栅格河网矢量化
61.水文分析——河流链接
62.水文分析——河网分级
……


本篇文章来源于微信公众号: 码农设计师

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