基于DEM的陜北黃土高原石馬川山體起伏度分析

梁繁

摘 要：數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)主要描述了流域的地形，能夠很好地提取流域及地形起伏信息。使用反地形分析方法，主要運(yùn)用ArcGIS中的Spatial Analyst工具中的Hydrology來(lái)進(jìn)行反地形的水流方向、匯流累積量、地形起伏度提取等操作，以陜西省榆林市石馬川為研究區(qū)域進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析了區(qū)域山體起伏度，發(fā)現(xiàn)匯流閾值為350-500區(qū)間，對(duì)應(yīng)0.31km2-0.45km2范圍，得到的山體起伏度100-350m之間，較為符合石馬川流域地形特征。

關(guān)鍵詞：山體起伏度；ArcGIS；DEM；水文建模分析

1 概述

空間分析源于60年代地理學(xué)和區(qū)域科學(xué)的計(jì)量革命。通過(guò)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)中定量分析方法，來(lái)用于點(diǎn)、線、面的空間分布，表達(dá)地理空間自身特征、空間決策和復(fù)雜空間時(shí)空的演化過(guò)程。地理信息系統(tǒng)的主要功能為空間分析功能，也是與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別之處，在該系統(tǒng)支持下建立相應(yīng)的分析模型，用以解決復(fù)雜的空間問(wèn)題，是地理信息系統(tǒng)應(yīng)用深化的重要體現(xiàn)[1]。本文以陜西榆林市石馬川數(shù)據(jù)為例，對(duì)地形起伏信息進(jìn)行提取。該流域信息獲取是基于ArcGIS 9.3為技術(shù)平臺(tái)，利用空間分析的水文分析模型來(lái)實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行流向提取、匯流累積量計(jì)算、河網(wǎng)提取等水文分析。

2 研究區(qū)域概況

榆林市是陜西省最北部的一個(gè)地級(jí)市，石馬川流域位于府谷縣西南部，地形地貌由西向東傾斜，屬華北地臺(tái)，海拔在1000至1500米。地處東經(jīng)107°28'-111°15'，北緯36°57'-39°34'之間，屬溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，境內(nèi)水域繁多，自然災(zāi)害頻繁，每年都存在不同程度的干旱、暴雨、大風(fēng)等自然災(zāi)害[2]。

3 數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)源于國(guó)家技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)網(wǎng)1：50000的GDEM（30米空間分辨率）。

4 基于陜西省榆林市石馬川的水文提取實(shí)例

運(yùn)用ArcGIS中空間分析建模，以已知的工具，進(jìn)行圖解建模，因需要在此建立模型，分別定義為model，其流程圖見(jiàn)圖1。

其中在進(jìn)行匯流累積量過(guò)后，用Raster Calculator命令取了50、100、150、200、250、300、350等7組數(shù)值，進(jìn)行了model1中的操作，得到了相應(yīng)匯流累積量數(shù)值的區(qū)統(tǒng)計(jì)的最大值與最小值，最后運(yùn)用Raster Calculator命令計(jì)算相應(yīng)最大值與最小值的差值，得到平均值如圖2。

隨著匯流累積量以首項(xiàng)為50，公差50的等差數(shù)列增加，它的平均起伏度也隨之增加，但當(dāng)匯流累積量超過(guò)350時(shí)，變化幅度趨于平緩，由石馬川地區(qū)的平均起伏度范圍介于100-350m可知[7]，匯流累積量為350-500之間較符合。其趨勢(shì)如圖3。

5 結(jié)束語(yǔ)

ArcGIS中的Spatial Analyst Tools和Hydrology工具集提供強(qiáng)大的空間分析能力與水文分析能力。本文所用的陜西省榆林市石馬川數(shù)據(jù)，進(jìn)行水流方向提取、匯流累積量提取、地形起伏度提取等水文分析。同時(shí)也證明ArcGIS在水文分析中的適用性，有助于工作效率的提高。這對(duì)數(shù)字流域、水土保持、水資源勘察與評(píng)價(jià)具有非常重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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