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基于DEM的水系提取及集水阈值确定方法研究 被引量:16
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作者 罗大游 温兴平 +4 位作者 沈攀 张皓楠 张丽娟 李进波 郁智 《水土保持通报》 CSCD 2017年第4期189-193,共5页
[目的]确定适宜的集水阈值,使自动提取的水系河网与实际河道相符。[方法]以DEM数据为基础,利用ArcGIS水文分析模块对研究区流域河网水系进行自动提取,基于河网密度与集水阈值的相关性,在已提出的拟合函数一阶导数求转折点、二阶导数求... [目的]确定适宜的集水阈值,使自动提取的水系河网与实际河道相符。[方法]以DEM数据为基础,利用ArcGIS水文分析模块对研究区流域河网水系进行自动提取,基于河网密度与集水阈值的相关性,在已提出的拟合函数一阶导数求转折点、二阶导数求拐点法确定集水阈值的基础上,以龙川江流域为例,提出求解河网密度变化率等于集水阈值变化率的数值方法,得到适宜的集水阈值。[结果]通过设置不同集水阈值生成河网,发现不同集水阈值对主河道长度及地理空间位置影响较小,但对提取的河网特征影响较大,最终确定龙川江流域集水阈值设置为0.12km2为宜。[结论]集水阈值的确定影响着河网提取的精度,通过变化率确定集水阈值的方法主观因素较少,避免了人为干扰,相对客观,可对区域水土流失监测提供一定依据。 展开更多
关键词 DEM ARCGIS 河网密度 集水阈值
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基于DEM和ArcGIS的浐灞流域水文特征提取研究 被引量:13
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作者 姚炳光 周维博 《水资源与水工程学报》 CSCD 2017年第6期8-13,共6页
基于DEM数据,在ArcGIS环境下,提取浐灞流域的坡度、坡向地形特征以及不同集水阈值下的流向、河网密度、河源数等水文信息。结果表明:集水阈值和河网密度、汇流面积之间存在幂函数关系,阈值越大,河网越稀疏;对其二阶求导确定了流域的最... 基于DEM数据,在ArcGIS环境下,提取浐灞流域的坡度、坡向地形特征以及不同集水阈值下的流向、河网密度、河源数等水文信息。结果表明:集水阈值和河网密度、汇流面积之间存在幂函数关系,阈值越大,河网越稀疏;对其二阶求导确定了流域的最佳阈值为8000,避免了以往确定阈值的主观随机性。运用ArcGIS嵌套软件TauDEM提取了最佳阈值的河网,并利用Strahler法对河网进行了分级。提取的河网与浐灞自然水系基本吻合,流域地形水文特征符合流域概况,可直接作为水文模型参数,为浐灞流域的分级管理提供数据支持,该方法提高了建立流域水文模型的效率,成本低且精度高。 展开更多
关键词 DEM ARCGIS 水文特征 河网提取 集水阈值 浐灞流域
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GIS环境下泾河流域水系特征的提取及探讨 被引量:10
3
作者 张树君 朱勤东 《人民黄河》 CAS 北大核心 2014年第10期55-57,共3页
利用ArcGIS的水文分析模块对泾河流域河网水系进行自动提取,得出了泾河的水流方向、汇流累计量、分级河网、子流域边界等河网信息,使用自动提取与人工矢量化相结合的方法对面状水域的河流边界进行处理,克服了水系特征自动化提取在宽阔... 利用ArcGIS的水文分析模块对泾河流域河网水系进行自动提取,得出了泾河的水流方向、汇流累计量、分级河网、子流域边界等河网信息,使用自动提取与人工矢量化相结合的方法对面状水域的河流边界进行处理,克服了水系特征自动化提取在宽阔水域方面的缺陷,从河网密度与集水阈值的关系出发,确定了河网提取的阈值,避免了以往阈值设定的随机性。结果表明:基于ArcGIS平台的泾河水系提取虽然在大面积水域边界提取方面存在不足,但提取的整体效果良好、成本低,极大地提高了水系特征提取的自动化水平。 展开更多
关键词 GIS DEM 集水阈值 河网提取 水系特征 泾河流域
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基于DEM的西天山中部河流提取研究 被引量:5
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作者 杜青松 李国玉 +1 位作者 李金明 周宇 《中国农村水利水电》 北大核心 2020年第10期29-33,40,共6页
基于SRTM v4 DEM数据和ArcGIS10.5平台水文分析扩展模块提取西天山中部河流信息。首先利用“盆域分析”工具提取研究区边界,通过河网密度、集水面积数据拟合河网密度-集水面积曲线,然后应用河网密度变化率等于集水值变化率的数值方法确... 基于SRTM v4 DEM数据和ArcGIS10.5平台水文分析扩展模块提取西天山中部河流信息。首先利用“盆域分析”工具提取研究区边界,通过河网密度、集水面积数据拟合河网密度-集水面积曲线,然后应用河网密度变化率等于集水值变化率的数值方法确定研究区域的最佳集水面积为0.5449 km2。最后利用最优集水阈值提取河网,将河网与Google影像叠加和导入Google Earth Pro,对比提取的河网与真实河网差异。结果表明该河网与研究区实际河网吻合度很高,提取的河网可以作为输入数据开展后续研究。 展开更多
关键词 西天山中部 DEM 河流提取 集水阈值 数值方法
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基于DEM的新疆开都河流域河网提取研究 被引量:3
5
作者 南学良 马文明 王水献 《甘肃科学学报》 2014年第1期37-41,共5页
随着水文与3S技术的不断融合,大多数地形信息存储在数字高程模型(DEM)中,可以自动化的提取流域水系信息参数.利用ArcGIS中的水文分析工具Arc Hydro Tools对开都河流域分辨率为1∶25万DEM进行研究.结果表明,采用不同阈值提取开都河流域... 随着水文与3S技术的不断融合,大多数地形信息存储在数字高程模型(DEM)中,可以自动化的提取流域水系信息参数.利用ArcGIS中的水文分析工具Arc Hydro Tools对开都河流域分辨率为1∶25万DEM进行研究.结果表明,采用不同阈值提取开都河流域河网时,主河道的空间位置基本不变,但是河网密度发生明显变化.通过与实际河网的对比,确定当阈值为17 000时,有较好的吻合度. 展开更多
关键词 数字高程模型(DEM) ARC HYDRO TOOLS 集水阈值 河网提取
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基于ASTER GDEM V2黑龙江省牡丹江流域水系提取与分级 被引量:1
6
作者 李志飞 徐金忠 杨庆楠 《水利科学与寒区工程》 2019年第5期67-70,共4页
本文基于ASTER GDEM V2,利用ArcGIS的Hydrology水文处理工具提取了黑龙江省牡丹江流域内水系分布,并分为5级,为不同尺度河流生态保护与修复、水土流失防治等提供研究基础和参考依据。
关键词 ASTER GDEM V2 集水阈值 水系提取 河流等级 牡丹江流域
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基于SWAT模型的古蔺河流域面源污染模拟研究 被引量:12
7
作者 王文章 程艳 +1 位作者 敖天其 黎小东 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第10期32-36,42,共6页
近年来古蔺河水质日益变差,为了解古蔺河流域面源污染的时空分布特征与关键污染源区(CSAs),首先运用分形理论确定流域最佳集水面积阈值,然后基于SWAT模型进行子流域划分,在此基础上研究古蔺河流域农村面源污染的迁移转化及污染负荷,结... 近年来古蔺河水质日益变差,为了解古蔺河流域面源污染的时空分布特征与关键污染源区(CSAs),首先运用分形理论确定流域最佳集水面积阈值,然后基于SWAT模型进行子流域划分,在此基础上研究古蔺河流域农村面源污染的迁移转化及污染负荷,结果表明:流域最佳集水面积阈值为1 500 hm^2,此时子流域划分为37个;模型月平均径流与氮、磷负荷模拟评价指标Nash系数大于0.5,决定系数R2大于0.6,SWAT模型在研究区有较好的可适用性;古蔺河流域2013年TN输出量为2 761.72 t,TP输出量为338.27 t,古蔺镇、德跃镇、石屏乡污染负荷占比较大,各子流域污染源贡献率排序均为化肥>畜禽养殖>居民生活,因此农业化肥和古蔺镇、德跃镇、石屏乡是流域面源污染防治的重点。 展开更多
关键词 SWAT模型 面源污染 分形理论 最佳集水阈值
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利用DEM提取河网时集水面积阈值的确定 被引量:100
8
作者 孔凡哲 李莉莉 《水电能源科学》 2005年第4期65-67,共3页
在O′callaghan和Mark方法中引入了集水面积阈值的概念,对于同一流域利用不同集水面积阈值得到不同的河网。提出了利用河源密度(或河网密度)与集水面积阈值的关系确定理想的集水面积阈值,当河源密度(或河网密度)趋于稳定时的面积阈值为... 在O′callaghan和Mark方法中引入了集水面积阈值的概念,对于同一流域利用不同集水面积阈值得到不同的河网。提出了利用河源密度(或河网密度)与集水面积阈值的关系确定理想的集水面积阈值,当河源密度(或河网密度)趋于稳定时的面积阈值为所需要的。将该方法应用于沿渡河流域得到的河网与地形图中的“蓝线”河网拟合较好。提出的方法排除了在选取集水面积阈值时的主观随意性。 展开更多
关键词 数字高程模型 河网 集水面积阈值 河源密度 河网密度
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流域水系自动提取的方法和应用 被引量:73
9
作者 李昌峰 冯学智 赵锐 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 2003年第3期205-212,共8页
讨论由栅格数字高程模型(DEM)自动提取流域水系的原理和方法,并以西苕溪中上游流域为研究区进行了河网生成实验. 研究表明:在山地丘陵区和平均地形坡度不小于3°的区域,所生成河网具有很高的可靠性. 为了解决在平均地形坡度小于3... 讨论由栅格数字高程模型(DEM)自动提取流域水系的原理和方法,并以西苕溪中上游流域为研究区进行了河网生成实验. 研究表明:在山地丘陵区和平均地形坡度不小于3°的区域,所生成河网具有很高的可靠性. 为了解决在平均地形坡度小于3°的平坦区域河网生成中产生的虚拟河网与自然水系偏差较大的问题,提出了利用主干河道和平原水系数字化作为约束条件的生成河网的方法,取得了与实际情况比较接近的结果,从而使水文要素的模拟更具有实际意义. 展开更多
关键词 流域 水系 自动提取 DEM 集水区面积阈值 数字水文建模
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集水面积阈值确定方法的比较研究 被引量:43
10
作者 杨邦 任立良 《水电能源科学》 北大核心 2009年第5期11-14,171,共5页
针对坡面径流模拟算法引入集水面积阈值划分流域内的河网与坡地直接影响了生成的数字河网精度,探讨并比较了多种推求流域集水面积阈值的方法。结果表明,各种方法可互补;采用集水面积与河道平均坡降关系和采用集水面积与河网密度曲线具... 针对坡面径流模拟算法引入集水面积阈值划分流域内的河网与坡地直接影响了生成的数字河网精度,探讨并比较了多种推求流域集水面积阈值的方法。结果表明,各种方法可互补;采用集水面积与河道平均坡降关系和采用集水面积与河网密度曲线具有较好的一致性;流域面积越大,采用宽度分布推求阈值准确,流域面积越小,采用水系分形推求阈值准确;集水面积阈值在流域内各处并非完全相同,应考虑采用多个阈值。 展开更多
关键词 集水面积阈值 数字高程模型 数字水系 分形 河网宽度
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均值变点分析法在最佳集水面积阈值确定中的应用 被引量:39
11
作者 常直杨 王建 +1 位作者 白世彪 张志刚 《南京师大学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期147-150,共4页
利用DEM数据提取河流地貌参数在地貌学和水文学研究中具有重要意义,其中集水面积阈值的准确确定是关键环节,然而,目前对集水面积阈值的确定存在随意性和主观性.为了探讨如何确定提取河网的最佳集水面积阈值,本文以青藏高原东缘杂谷脑河... 利用DEM数据提取河流地貌参数在地貌学和水文学研究中具有重要意义,其中集水面积阈值的准确确定是关键环节,然而,目前对集水面积阈值的确定存在随意性和主观性.为了探讨如何确定提取河网的最佳集水面积阈值,本文以青藏高原东缘杂谷脑河流域为例,基于SRTM-DEM数据,在利用ArcGIS水文分析模块计算不同集水面积阈值条件下河网密度参数的基础上,通过均值变点分析法获取河网密度值变化的拐点,并计算最佳集水面积阈值.研究表明:随着集水面积阈值的改变,河网密度逐渐降低,利用均值变点分析法所确定的最佳集水面积阈值为8.1 km2,该结果与1∶50万水系图相比,主干上吻合,支流上更具真实性.该方法可以较好地确定最佳集水面积阈值,可为其它地区水系提取提供参考. 展开更多
关键词 杂谷脑河流域 河网密度 集水面积阈值 均值变点分析法
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基于DEM的延河流域水文特征提取与分析 被引量:38
12
作者 宋向阳 吴发启 +2 位作者 赵龙山 吴光艳 张青峰 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2012年第4期200-206,共7页
基于DEM数据,依据地表径流漫流模拟算法,使用ArcGIS软件中的水文分析工具,提取与分析延河流域河网特征及相关信息,并与1∶25万地形图数字化水系进行分析比较。结果表明:集水面积阈值是决定河网提取精度的关键参数,阈值越大,提取河网越稀... 基于DEM数据,依据地表径流漫流模拟算法,使用ArcGIS软件中的水文分析工具,提取与分析延河流域河网特征及相关信息,并与1∶25万地形图数字化水系进行分析比较。结果表明:集水面积阈值是决定河网提取精度的关键参数,阈值越大,提取河网越稀疏,反之则提取河网越密集;随着集水面积阈值的增大,河源数和河网密度、河流的级数、总河长等随之减少,但主河长变化不大;当阈值为5.51 km2时,提取河网与实际较吻合。因此,基于90m分辨率的DEM数据提取延河流域水系和子流域是切实可行的,可以作为数字流域建设与水资源管理的基础数据。 展开更多
关键词 数字高程模型(DEM) 延河流域 水文特征提取 集水面积阈值
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基于分形的数字水系集水面积阈值确定研究 被引量:32
13
作者 杨锦玲 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2011年第4期33-34,共2页
集水面积阈值的确定是基于数字高程模型提取水系过程中的关键环节,但目前集水面积阈值的确定存在着随意性和主观性。本文引入分维数量化集水面积阈值对水系提取的影响。研究表明,在给定标度区间内集水面积阈值和分维数存在着良好的回归... 集水面积阈值的确定是基于数字高程模型提取水系过程中的关键环节,但目前集水面积阈值的确定存在着随意性和主观性。本文引入分维数量化集水面积阈值对水系提取的影响。研究表明,在给定标度区间内集水面积阈值和分维数存在着良好的回归关系。二者的拟合方程可用来进行集水面积阈值的合理确定和水系的准确提取。 展开更多
关键词 DEM 集水面积阈值 分形分维 流域
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基于DEM的流域特征提取及应用 被引量:18
14
作者 秦福来 王晓燕 +1 位作者 王丽华 张美华 《河北师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2006年第1期109-112,共4页
依据数字高程模型(DEM)提取流域特征信息的基本原理,对DEM在非点源污染研究领域的应用进行了有益的探索.应用密云水库北部流域的DEM进行了流域的刻划及SWAT模型运行单元水文响应单元(HRUs)的生成,在集水区面积阈值为2 km2的水平上得到... 依据数字高程模型(DEM)提取流域特征信息的基本原理,对DEM在非点源污染研究领域的应用进行了有益的探索.应用密云水库北部流域的DEM进行了流域的刻划及SWAT模型运行单元水文响应单元(HRUs)的生成,在集水区面积阈值为2 km2的水平上得到的流域水系主河道与实际水分有最大相似性,共生成310个子流域和594个HRUs.从DEM刻划结果准确性的检验等3个方面讨论并总结了应用结果. 展开更多
关键词 DEM 流域特征 集水面积阈值 非点源污染
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基于DEM数字河网提取时集水面积阈值与河源密度关系的研究 被引量:29
15
作者 李照会 郭良 +1 位作者 刘荣华 王雅莉 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期1244-1251,共8页
以研究区3030个流域水文数据为基础,利用数字高程模型(DEM)并运用非线性拟合法分析中小流域集水面积阈值与河源密度的相关关系,分析集水面积阈值与河源密度的幂函数关系可得,幂指数a近似为-1,拟合公式常系数k具有区域分布特征,反映了不... 以研究区3030个流域水文数据为基础,利用数字高程模型(DEM)并运用非线性拟合法分析中小流域集水面积阈值与河源密度的相关关系,分析集水面积阈值与河源密度的幂函数关系可得,幂指数a近似为-1,拟合公式常系数k具有区域分布特征,反映了不同地区的河网发育程度,k值越大,河源密度越大,河网越密集,河网发育程度越高。对河源密度随集水面积阈值的变化趋势进行分析,发现2个具有统计意义的阈值临界点,分别为河源从坡面到沟道及从沟道到河道的集水面积分界点,在研究区内选择不同k值区间的贡曲流域、辰清河流域和藤条江流域作为样本流域,利用样本流域数字正射影像(DOM)手工提取其沟谷河网及主河道河网的图形信息和水文信息,并与分界点处阈值提取的河网作对比,将分析得出的河网密度相对误差率作为检验标准,对临界点的物理意义进行检验。 展开更多
关键词 DEM 数字河网提取 河源密度 集水面积阈值 幂函数
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基于DEM数字河网提取时集水面积阈值的确定 被引量:24
16
作者 易卫华 杨平 《江西水利科技》 2008年第4期259-262,共4页
介绍了基于DEM流域信息提取数字流域河网的一系列过程,提出集水面积阈值的设定对数字流域河网提取精度的影响.根据河网密度和河源密度与集水面积阈值的关系确定合理的集水面积阈值,并以宛川河流域为例,得出利用Arc Hy-dro软件提取宛川... 介绍了基于DEM流域信息提取数字流域河网的一系列过程,提出集水面积阈值的设定对数字流域河网提取精度的影响.根据河网密度和河源密度与集水面积阈值的关系确定合理的集水面积阈值,并以宛川河流域为例,得出利用Arc Hy-dro软件提取宛川河流域河网时合理的集水面积阈值应为4 km2. 展开更多
关键词 DEM 集水面积阈值 ARC HYDRO
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基于DEM的黑龙江宾州河流域水系提取试验研究 被引量:22
17
作者 关颖慧 郑粉莉 +2 位作者 王彬 丁晓斌 柳艺博 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2012年第1期127-131,共5页
基于数字高程模型(digital elevation models,DEM)提取河网及相关流域信息是数字水文研究中的热点问题。以东北黑土区宾州河流域为研究区域,采用5m分辨率的DEM作为研究数据,运用ArcGIS9.2中的Hydrology水文处理工具包(Arc Hydro Tools)... 基于数字高程模型(digital elevation models,DEM)提取河网及相关流域信息是数字水文研究中的热点问题。以东北黑土区宾州河流域为研究区域,采用5m分辨率的DEM作为研究数据,运用ArcGIS9.2中的Hydrology水文处理工具包(Arc Hydro Tools)提取研究区河网特征。研究结果表明,分别采用0.75,1.25,2,2.5,3.75和5km2的集水面积阈值提取流域河网特征时,不同集水面积阈值对确定主河道的空间位置影响较小,但提取的数字流域河网特征会发生较大变化。基于河网密度与集水面积阈值及河源密度与集水面积阈值的关系探讨了适宜的集水面积阈值确定方法,发现取集水面积阈值为2km2时提取的河网特征与实际水系特征基本吻合,精度达95%以上。因此,基于Arc Hydro Tools的流域特征自动提取是切实可行的。 展开更多
关键词 河网提取 集水面积阈值 数字高程模型 水文处理工具包
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区域地质灾害评价中斜坡单元划分方法研究 被引量:20
18
作者 黄启乐 陈伟 +1 位作者 唐绪波 傅旭东 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期157-164,共8页
针对基于GIS平台进行斜坡单元划分时,并未考虑栅格分辨率对划分结果的影响,且对填洼阈值及集水面积阈值等关键值缺乏定量的计算方法的问题提出一种斜坡单元划分方法。首先,考虑栅格尺寸的影响,利用Hutchinson提出的坡度中误差法,推求最... 针对基于GIS平台进行斜坡单元划分时,并未考虑栅格分辨率对划分结果的影响,且对填洼阈值及集水面积阈值等关键值缺乏定量的计算方法的问题提出一种斜坡单元划分方法。首先,考虑栅格尺寸的影响,利用Hutchinson提出的坡度中误差法,推求最佳栅格分辨率。计算出DEM中洼地深度,依据真实洼地深度,设置为填洼阈值;根据"沟谷密度-集水面积阈值"关系曲线以及"蓝线"技术推求集水面积阈值;最后,建立较完整的斜坡单元定量划分方法。将此方法运用于实际区域,并进行验证,计算结果表明:斜坡单元划分结果与卫星地形图的山谷(山脊线)的分布较为吻合,能比较规整地体现斜坡的形态和大小。此方法为斜坡单元合理划分提供定量参考,对区域地质灾害风险性评价研究具有现实意义。 展开更多
关键词 区域地质灾害评价 斜坡单元划分 栅格分辨率 填洼阈值 集水面积阈值
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基于SWAT模型和多源DEM数据的流域水系提取精度分析 被引量:19
19
作者 马永明 张利华 +2 位作者 张康 朱志儒 吴宗凡 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2019年第10期1527-1537,共11页
流域水系是研究水文水资源、地貌演化和生态环境及水土治理等的基础数据,高精度的水系提取对流域研究十分重要。本文以空间分辨率均为30 m的AW3D30 DSM、SRTM1 DEM和ASTER GDEM2数字高程模型作为基本的地形数据,基于SWAT模型提取犟河流... 流域水系是研究水文水资源、地貌演化和生态环境及水土治理等的基础数据,高精度的水系提取对流域研究十分重要。本文以空间分辨率均为30 m的AW3D30 DSM、SRTM1 DEM和ASTER GDEM2数字高程模型作为基本的地形数据,基于SWAT模型提取犟河流域水系,通过河网"套合差"、水系相对误差、Google Map水文数据及蓝线河网对提取结果进行误差分析与综合评价,探讨河道剖面和地形特征对水系提取精度的影响。结果表明:①集水面积阈值是决定河网水系提取精度的关键参数,阈值越大,提取的河网密度越小,反之提取的河网密度越大;②基于河网密度与集水阈值二阶导数的幂函数与直线相切的数学求值方法确定流域最佳集水面积阈值,能避免最佳集水阈值取值的主观性,提取的河网水系与实际河道相符;③AW3D30 DSM数据提取的流域河网水系与Google Map高分辨率影像的水系偏差最小,且AW3D30 DSM数据提取的水系与蓝线河网的河网"套合差"和水系相对误差值均最低,能真实反映中低山丘陵山区流域水系发育的疏密程度,吻合度最好;④多源DEM数据提取结果均显示为河床比降大和横剖面曲线为窄深式的"V"形河谷提取的水系精度高于河床比降小和横剖面曲线为"碟"形河谷的提取精度;⑤AW3D30 DSM数据的地形起伏和坡度标准差最大,有利于山区河网水系的提取。因此,基于SWAT模型和AW3D30 DSM数据提取的山区流域水系可最大限度反映流域水系的真实情况,精度最高,此方法和数据源可应用于中低山丘陵山区流域的水系提取研究。 展开更多
关键词 DEM SWAT模型 精度评价 集水面积阈值 河网 犟河流域
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基于DEM的重庆长江流域水系分维估算 被引量:15
20
作者 江滔 武伟 刘洪斌 《中国农学通报》 CSCD 北大核心 2010年第15期365-368,共4页
基于数字高程模型,利用ArcGIS9.3的水文分析模块,根据不同的集水面积阈值,提取了重庆长江流域河网信息,通过网格法计算了相应的水系分维。根据集水面积阈值与水系分维的相互关系,确定该流域水系分维值为1.036,经计算得到的河网特征以及... 基于数字高程模型,利用ArcGIS9.3的水文分析模块,根据不同的集水面积阈值,提取了重庆长江流域河网信息,通过网格法计算了相应的水系分维。根据集水面积阈值与水系分维的相互关系,确定该流域水系分维值为1.036,经计算得到的河网特征以及流域信息与实际河流水系特征及流域信息基本吻合。 展开更多
关键词 分维 集水面积阈值 长江
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