本發(fā)明涉及一種基于dem柵格單元大小對(duì)匯水區(qū)提取影響的評(píng)價(jià)方法，屬于地理信息技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

數(shù)字高程模型dem是按照規(guī)則格網(wǎng)將區(qū)域空間切分為若干個(gè)規(guī)則的格網(wǎng)單元，每個(gè)格網(wǎng)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)底面高程值。匯水區(qū)是分布式水文地表積澇模擬的基本單元，匯水區(qū)劃分不同對(duì)暴雨積澇模擬結(jié)果具有重要影響。arcgis水文分析模塊可以通過流向分析、匯流累積量計(jì)算、水流長度計(jì)算、流域分割等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行匯水區(qū)提取。其中匯流累積量是根據(jù)研究區(qū)地形的水流方向數(shù)據(jù)計(jì)算每點(diǎn)處所流過的水量數(shù)值，再將每個(gè)柵格數(shù)值與柵格面積相乘，得到每個(gè)柵格水流體積，即匯水量。在利用水文分析工具進(jìn)行研究區(qū)匯水區(qū)提取時(shí)，當(dāng)dem柵格單元大小不同，進(jìn)行匯水區(qū)提取的四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即流向提取、流量計(jì)算、水流長度計(jì)算、流域分割時(shí)，每一步都會(huì)產(chǎn)生變化，進(jìn)而會(huì)對(duì)下一步產(chǎn)生影響，并且最終對(duì)匯水區(qū)的提取產(chǎn)生不同程度的影響?，F(xiàn)有算法指出模擬效果最好的dem高程空間分辨率，但是在進(jìn)行水流方向提取、匯流累積量的計(jì)算、水流長度計(jì)算、流域分割時(shí)，柵格單元大小的改變對(duì)匯水區(qū)的提取的影響評(píng)價(jià)方法并不明確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種更為直接的dem柵格單元大小會(huì)匯水區(qū)提取影響機(jī)理的評(píng)價(jià)方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種dem柵格單元大小對(duì)匯水區(qū)提取影響機(jī)理的評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：

步驟一：將研究區(qū)的dem柵格單元調(diào)整為不同大小。

步驟二：對(duì)柵格單元大小不同的dem數(shù)據(jù)，利用arcgis水文分析工具分別進(jìn)行水流方向提取計(jì)算、匯水量計(jì)算、水流長度計(jì)算、流域分割計(jì)算以及匯水區(qū)的提取。

步驟三：比較柵格單元大小不同時(shí)，水流方向提取結(jié)果、匯水量計(jì)算結(jié)果、水流長度計(jì)算結(jié)果的最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差變化情況，以及進(jìn)行分割后，流域的個(gè)數(shù)和面積、標(biāo)準(zhǔn)差變化情況。

步驟四：由步驟三的比較，得到柵格單元大小不同的情況下，流向、匯水量、水流長度、流域分割的變化幅度。

步驟五：進(jìn)行匯水區(qū)劃分。比較最終匯水區(qū)的個(gè)數(shù)、匯水區(qū)的最大和最小面積、平均面積、標(biāo)準(zhǔn)差。評(píng)價(jià)柵格單元大小不同的情況下，水流方向、匯流累積量、水流長度、流域分割對(duì)匯水區(qū)提取的影響程度。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明使用不同大小的柵格單元，通過分析水流方向、匯流累積量、水流長度、流域分割在不同柵格單元大小情況下的變化程度，實(shí)現(xiàn)在柵格單元大小不同的情況下，水流方向、匯流累積量、水流長度、流域分割對(duì)匯水區(qū)提取的影響程度的評(píng)價(jià)。

說明：本發(fā)明中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1為不同大小柵格單元dem(單位：米)；

圖2為不同大小柵格單元水流方向提取結(jié)果對(duì)比圖(其中，1：東，2：東南，4：南，8：西南，16：西，32：西北，64：北，128：東北)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

假設(shè)三組數(shù)據(jù)分別是柵格單元邊長為30米的dem、柵格單元邊長為50米的dem、和柵格單元為100米的dem，利用這三組數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)dem柵格單元大小不同時(shí)對(duì)匯水區(qū)提取影響的評(píng)價(jià)方法。

步驟一：將研究區(qū)的dem柵格單元調(diào)整為不同大小。

本示例中，將研究區(qū)柵格單元邊長調(diào)整為為30米、50米、和100米，如圖1。

步驟二：對(duì)柵格單元大小不同的dem數(shù)據(jù)，利用arcgis水文分析工具分別進(jìn)行水流方向提取計(jì)算、匯水量計(jì)算、水流長度計(jì)算、流域分割計(jì)算以及匯水區(qū)的提取。

本示例中，利用arcgis水文分析工具，首先對(duì)柵格單元分別為30米、50米、100米的dem數(shù)據(jù)進(jìn)行填洼，然后利用流向、流量、水流長度、盆域分析工具條，分別提取水流方向，計(jì)算匯水量、水流長度，劃分流域。

步驟三：比較柵格單元大小不同時(shí)，水流方向提取結(jié)果、匯水量計(jì)算結(jié)果、水流長度計(jì)算結(jié)果的最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差變化情況，以及進(jìn)行分割后，流域的個(gè)數(shù)和面積、標(biāo)準(zhǔn)差變化情況。

流向提取結(jié)果比較：當(dāng)研究區(qū)的柵格單元大小變化時(shí)，各個(gè)流向值的柵格數(shù)量的多少變化為圖2所示。并且，隨著柵格單元大小的繼續(xù)減小，各個(gè)流向值的柵格數(shù)量多少的順序保持穩(wěn)定，沒有變化。

匯水量計(jì)算結(jié)果比較：柵格單元大小不同時(shí)，柵格匯水量的變化結(jié)果如表1所示。

表1不同大小柵格單元匯水量計(jì)算結(jié)果對(duì)比(單位：立方米)

水流長度計(jì)算結(jié)果比較：當(dāng)柵格單元大小改變時(shí)，水流長度變化幅度比較大。表2為不同柵格單元大小，水流長度計(jì)算的最大值、最小值、值為0的區(qū)域所占百分比、平均值以及標(biāo)準(zhǔn)差。

表2不同大小柵格單元水流長度計(jì)算結(jié)果對(duì)比(單位：米)

流域分割結(jié)果比較：當(dāng)柵格單元大小變化時(shí)，流域分割的最大值、最小值、流域數(shù)量、最大流域面積、平均流域面積、標(biāo)準(zhǔn)差變化如表3所示。

表3不同大小柵格單元流域分割結(jié)果對(duì)比(單位：平方米)

步驟四：由步驟三的比較，得到柵格單元大小不同的情況下，流向、匯水量、水流長度、流域分割的變化幅度。

本示例中，通過步驟三的比較，得出結(jié)論：柵格單元變大時(shí)，水流流向變化較小，研究區(qū)的匯水量差異變大，水流長度差異變小，導(dǎo)致流域分割結(jié)果的差異變小。

步驟五：進(jìn)行匯水區(qū)劃分。比較最終匯水區(qū)的個(gè)數(shù)、匯水區(qū)的最大和最小面積、平均面積、標(biāo)準(zhǔn)差。評(píng)價(jià)柵格單元大小不同的情況下，水流方向、匯流累積量、水流長度、流域分割對(duì)匯水區(qū)提取的影響程度。

本示例中，利用分水嶺工具條，劃分匯水區(qū)。表4為柵格單元大小不同時(shí)，匯水區(qū)數(shù)量、最大值、最小值、最大匯水區(qū)面積、最下匯水區(qū)面積、平均面積、標(biāo)準(zhǔn)差的比較結(jié)果。

表4不同大小柵格單元匯水區(qū)劃分結(jié)果對(duì)比(單位：平方米)

在進(jìn)行匯水區(qū)提取時(shí)，當(dāng)柵格單元變大，因?yàn)檠芯繀^(qū)的水流長度、流域分割計(jì)算結(jié)果差異變小，說明區(qū)域差異不明顯，最終導(dǎo)致匯水區(qū)的面積減小，匯水區(qū)的個(gè)數(shù)也減少；當(dāng)柵格單元變小，研究區(qū)的水流長度、流域分割計(jì)算結(jié)果差異變大，說明區(qū)域差異更加明顯，匯水區(qū)的面積變大，匯水區(qū)的個(gè)數(shù)也相應(yīng)增加。

說明：本實(shí)施示例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。