ArcGIS系列 | DEM数据进行水文信息分析(1)

之前，小编给小伙伴们分享过许多的DEM数据资源，错过的小伙伴点这里：

数据集 | 地理空间数据云30m的DEM爬取

数据集 | SRTM数字高程数据

面对这些DEM数据，对于我们这些算是混迹3S领域的“老炮儿”，自然是用处多多。但是对于小白们，就很好奇这些DEM数据到底具有什么作用呢？最近几期小编就给大家介绍DEM的其中一个作用——水文信息分析。

实验数据

本次实验数据为：ASTER GDEM V3数据，是由美国NASA、日本METI、及日本航天局共同研制与发布的。其数据覆盖范围达到了地球陆地表面99%的区域，空间分辨率为30m。本次实验数据范围是我国海南省区域。影像拼接方法看这里：

数据集 | SRTM数字高程数据

水文分析

基于DEM数据进行水文分析的主要内容是利用水文分析工具提取：水流方向、水流长度、河流网络、河网分级、流域分割、汇流积累量、河流倾泻点等信息。

但是，在进行这些水文信息的提取前，要进行填洼操作。因为由于误差及地形的原因，使得DEM数据的表面并不是如想象的那般光滑，而是存在一些凹陷。这些凹陷会对水流流向产生错误的计算。

因此，我们在进行水文分析前要进行填洼处理。大致方法是：利用水流方向数据计算出DEM中的洼地区域、洼地深度，再根据当地地形进行分析，为洼地深度设定一个合适的阈值，再使用填洼工具进行填洼操作。

操作——填洼

由于篇幅有限，本着“少而精”的原则，本期就只给大家详细介绍一下填洼操作。

01 流向提取

我们要根据水流流向，提取出洼地区域。

在ArcMap中打开Arctoolbox，选择Spatial Analyst -- Hydrology -- Flow Direction，进入如下界面。

在上图中依次填入待计算的dem数据及输出路径，点击确定。得到流向数据，如下所示：

放大之后的细节是这样的：

02 洼地提取

进行水文分析后，我们进行洼地提取操作。

点击Spatial Analyst -- Hydrology -- Sink，进入到如下界面。

填入我们刚刚得到的流向数据及输出路径，点击ok，我们就会得到下面的结果。

图中的斑块就是洼地区域了。

03 洼地深度计算

因为洼地并不完全是由误差所形成的，也有一些洼地实实在在是真实的地表形态。因此我们就要进行洼地深度的计算，为后续的填洼操作分析出一个合适的阈值。

点击Spatial Analyst -- Hydrology -- Watershed，进入如下界面：

分别填入我们的流向数据和洼地区域数据，设置好输出路径，点击ok，得到如下结果：

这个结果展现出每一块洼地区域所影响的范围。下面我们来求出范围内的最低高程。

点击Spatial Analyst -- Zonal -- Zonal Statistics，进入如下界面。

依次填入我们上一步生成的范围数据、原始数据、输出路径，统计类型选择最小值，点击确定。结果如下所示：

下面我们来计算一下洼地出水口的高程。点击Spatial Analyst -- Zonal -- Zonal Fill，进入如下界面：

依次输入范围数据、原始数据及输出路径，点击ok，得到出水口高程数据：

乍一看与上一步得到的数据没啥变化，但是高程数值是不一样的。

下面我们计算洼地深度：

点击Spatial Analyst -- Map Algebra -- Raster Calculator，做一个减法：

计算结果如下所示：

深度值的范围是：

计算完成后，我们就可以结合其它的数据，对当地地形进行大致分析，从而设定一个阈值，进行下一步的洼地填充。

04 洼地填充

点击Spatial Analyst -- Hydrology -- Fill，进入如下界面：

依次填入我们的原始数据及输出路径，在上图黄色框中填入我们分析好的阈值，点击ok。（阈值可以默认不填写，不填写的情况下则所有洼地均会被填平；设定好阈值后，洼地深度大于阈值的区域将会被保留下来。）结果如下所示：

这就是填洼后的结果了。

以上就是对于DEM数据所进行的填洼操作，下一期我们开始提取水文信息。最后在文章的末尾，小编拜托大家一件事——请大家在心里默默的对小编说一句话：“生日快乐♪(^∇^*)”！