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【ArcGIS工具箱】60.水文分析——栅格河网矢量化

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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。
本次主要介绍栅格河网矢量化工具。
  • 1、概念:

栅格河网矢量化工具会表示线状网络的栅格转换为表示线状网络的要素。

栅格河网矢量化工具的工作原理是基于栅格河网数据和流向数据,通过识别连续的水流路径并将其转换为矢量线条,从而生成矢量河网。这个过程中,工具会考虑栅格单元之间的连接性和水流方向,以确保生成的矢量河网能够准确地反映实际的水流路径。

栅格河网矢量化】和【栅格转折线】这两个工具都可以将栅格数据转为矢量数据。不同的是栅格河网矢量化工具会使用方向栅格来帮助矢量化相交像元和相邻像元,因此可将两个值相同的相邻栅格河网矢量化为两条平行线。这与栅格转折线工具相反,后者通常更倾向于将线折叠在一起。
下面为这两个工具生成结果的对比
图片来源:ArcMap官方文档

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该工具将栅格河网转换为矢量河网时,生成的矢量河网图层通常包括关于河流网络拓扑结构的属性信息:from_node字段标识了河流线段的起始节点to_node段标识了河流线段的终止节点,它们描述了河网中各个线段(即矢量化后的河流段)之间的连接关系。因此,生成的河网矢量数据是带数字化方向的(线图形在生成的时候从起点到终点的方向),即河流的流向。
以上信息在后续的水文分析和河流网络建模中非常有用,尤其是当你需要进行路径分析、流向分析或者建立河网拓扑模型时。
在水文分析中,一般通过应用阈值选择高累积流量的像元来创建栅格河流网络。例如,像元流入超过 100 的像元用来定义河流网络。使用条件函数或设为空函数工具创建河流网络栅格,其中大于或等于 100 的流量值合并为一个值,剩余的流量值则放入背景 (NoData)。
  • 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】:

然后生成流量栅格数据【FlowAccumulation】:

选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→地图代数→栅格计算器】工具,进行相关设置,得到栅格河网数据。
  • 地图代数表达式:在地图代数表达式栏中输入Con(“FlowAccumulation” > 1000,1),其中1000为设定提取河网的阈值,阈值的设定在河网提取中至关重要,直接影响到提取结果,运算结果是汇流量大于阈值的栅格设定为1,其他栅格设定为NoData。

选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→水文分析→栅格河网矢量化工具,进行相应设置,对上一步得到的栅格河网数据进行矢量化。

打开矢量河网图层属性表,可以看到描述河网中各个线段之间连接关系的from_node 和 to_node 字段。

第一部分介绍过,生成的矢量数据是带数字化方向的,因此还可以符号设置显示河流的流向:


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《ArcGIS工具箱》系列内容目录(持续更新):

……

49.邻域分析——线统计
50.邻域分析——点统计
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

……


本篇文章来源于微信公众号: 码农设计师

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