论文摘要
水文信息提取是分布式水文模型参数化的重要内容,也是传统地貌学基于数字高程模型进行定量化研究的重要方向,同时由于地形控制着近地表物质和能量的空间分布与重新分配,遗迹大地影响到与之相关的生态、水文及大气等过程。因此,河网等水文信息的研究具有重要的理论和实践意义。本研究以某流域为例,采用1：50000地形图为基础资料,详细分析了基于栅格DEM自动提取河网等水文信息的二个重要方面：1.特定区域及比例尺地形图转化为栅格DEM时栅格尺寸的选择；2.基于栅格DEM提取河网时累积流阈值的选择。在此基础上,以研究区域为例,加入权重栅格数据计算出该区域的汇流累积量。本文首先阐述了基于数字地形图插值生成栅格DEM的方法,并分析了数字化地形图经重采样生成栅格DEM时栅格尺寸的选择问题。基于地貌学原理,以读取基础数据所有信息和有效表达地貌特征为目标,运用信息含量分析方法分析了不同栅格尺寸DEM与提取坡度均方根之间的关系,客观地确定地形图插值生成DEM的合适栅格尺寸。然后在生成的栅格DEM上随机选取检测点,计算中误差进行精度评定,并用栅格DEM提取同一等高距的等高线图与原等高线图作比较。接着介绍了基于栅格DEM提取水文信的算法和用ArcGIS提取的步骤,并用累积流阈值与河网密度关系曲线趋于平缓时所对应的点作为合理的阈值提取河网。该方法克服了仅仅为得到最好图形效果而不考虑地貌过程转化,通常取累积流平均值的经验判断结果,提取了适合本区域特定比例尺地形图数据的河网系统。最后以降水量栅格数据作为权重栅格计算研究区域的汇流累积量。