重庆工程职业技术学院测绘地理信息学院李 莉15923251138项目4 祖国山水美DEM地形分析与水文分析CO2一、项目导入党的十八大以来，党中央把生态文明建设摆在全局工作的突出位置，全面加强生态文明建设系统性提出“山水林田湖生命共同体”的概念，形象地指出“人的命脉在田，田的命脉在水，水的命脉在山，山的命脉在土，土的命脉在树”建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计本项目以西藏自治区山南市贡嘎县为例，基于数字高程模型，对贡嘎县的地形和水文进行分析，直观形象地展示我国名山大川的秀美壮丽，激励我们更加热爱自然、敬畏自然二、项目目标l熟练掌握4个基本概念坡度坡向流向流量项目目标l掌握2个算法原理D8流向和流量算法l运用软件完成2项分析功能地形分析和水文分析三、项目依据1基本概念坡度坡度l数学定义 过地表一点的切平面与水平面的夹角l计算公式坡度=高程差/水平距离Tan Tan=h h/l l 坡度的概念坡度，是地表单元陡缓的程度坡度坡度坡度的地理意义坡度坡度坡度的地理意义坡向坡向坡向的概念坡向，即坡面的朝向l数学定义 坡面法线在水平面上的投影方向E EN NS SW W注：适用于北半球，南半球则正好相反坡向地理坡向坡向地理坡向022.5北（阴坡）27022.5西4522.5东北13522.5东南31522.5西北22522.5西南9022.5东18022.5南（阳坡）水北为阳,山南为阳、水之南山之北为阴。
左传坡向坡向坡向的地理意义 水流动的方向流向流向流向的概念单位时间内通过河流某过水断面的水量例如，长江多年平均径流量为9,600亿立方米/秒流量流量流量的概念流域又称集水区域，是指流经其中的水流从一个公共的出水口排出，从而形成的一个集中的排水区域流域也称被为流域盆地、集水盆地流域流域流域的概念2基本原理数字高程模型数据（数字高程模型数据（DEMDEM）直观形象表达地表起伏特征直观形象表达地表起伏特征坡度、坡向算法坡度、坡向算法数字高程模型数据（数字高程模型数据（DEMDEM）坡度、坡向算法坡度、坡向算法Slope为坡度，Aspect为坡向，Slopewe为X方向的变坡率，Slopesn为Y方向的变坡率二次拟合曲面算法二次拟合曲面算法XY坡度、坡向算法坡度、坡向算法221207194223209195219207192数字高程模型17.9214.7810.4917.9216.9613.1117.4715.0811.49坡度分析71.5791.3395.8392.8691.3399.22115.94108.85104.03坡向分析坡度、坡向算法坡度、坡向算法坡度、坡向算法坡度、坡向算法流向、流量算法流向、流量算法数字高程模型数据数字高程模型数据（DEMDEM）每一个格子周围都有8个相邻的格子，每个方向用2的n次方表示，从0开始，按照顺时针分别为递增。
流向、流量算法流向、流量算法方向编码方向编码 假定雨水降落在地形中的每个格子上，某格子的水流将会流向周围8个格子地形最低的格子中如果多个像元格子的最大下降方向都相同，则会扩大相邻像元范围，直到找到最陡下降方向为止流向、流量算法流向、流量算法D8D8单流向算法单流向算法l 优点 计算速度快，能够很好的反应地形对径流形成的作用l 缺点：D8算法完全不考虑降雨的多少、土壤渗透率、植被吸水及水流挡阻等水文过程，它只是假定有无限的降雨并最终汇聚水流形成径流，并通过汇流范围来定义最终的河流流向、流量算法流向、流量算法D8D8单流向算法评价单流向算法评价 这里的流量是流向分析结果的栅格累加计算，流量栅格中每一个像元记录的是流向栅格中流向该点的栅格数量的总和因此，它只是径流汇成河流的定性分析，并不能通过其流量算法去做水文的预报流向、流量算法流向、流量算法流量算法流量算法流向、流量算法流向、流量算法流向分析流向分析流向、流量算法流向、流量算法流量分析流量分析流域分析算法流域分析算法流域的相关术语流域的相关术语流域分析算法流域分析算法河流分级河流分级Strahler 算法思想l所有没有支流的连接线都被分为 1 级，它们称为第一级别。
当级别相同的河流交汇时，河网等级将升高l两条一级连接线相交会创建1条二级连接线，两条二级连接线相交会创建1条三级连接线，依此类推l不同级别的两条连接线相交不会使级别升高例如，1条一级连接线和1条二级连接线相交不会创建1条三级连接线，但会保留最高级连接线的级别流域分析算法流域分析算法河流分级河流分级Shreve 算法思想l所有外连接线都被分为 1 级但对于 Shreve 法中的内连接线，级别是增加的例如，两条一级连接线相交会创建一条二级连接线，一条一级连接线和一条二级连接线相交会创建一条三级连接线，而一条二级连接线和一条三级连接线相交则会创建一条五级连接线l因为级别可增加，所以 Shreve算法中的数字有时指的是量级，而不是级别在 Shreve算法中，连接线的量级是指上游连接线的数量流域分析算法流域分析算法河流连接河流连接l向各交汇点之间的栅格线状网络的各部分分配唯一值l“连接”是指连接两个相邻交汇点、连接一个交汇点和出水口或连接一个交汇点和分水岭的河道的河段流域分析算法流域分析算法水流长度水流长度l计算给定盆地内最长水流的长度流域分析算法流域分析算法捕捉倾泻点捕捉倾泻点l用于确保在使用分水岭工具描绘流域盆地时选择累积流量大的点l捕捉倾泻点将在指定倾泻点周围的捕捉距离范围内搜索累积流量最大的像元，然后将倾泻点移动到该位置流域分析算法流域分析算法分水岭分水岭l确定栅格中一组像元之上的汇流区域流域分析流域分析流域分析流域分析四、项目实战1软件环境lGIS专业软件SuperMap iDesktopX 10iSuperMap iDesktopX 10i（20212021）版本：）版本：10.2.0.1102.21 x6410.2.0.1102.21 x64ArcGIS ArcMap 10.5ArcGIS ArcMap 10.5。
l操作系统Windows7Windows7及以上版本及以上版本软件环境2数据资料l西藏自治区山南市贡嘎县数字高程模型坐标系统：坐标系统：WGS_1984_MercatorWGS_1984_Mercator数据格式：数据格式：JPJPG G数据资料3项目要求技术路线基于西藏自治区山南市贡嘎县数字高程模型，进行坡度、坡向、山体阴影等地形综合分析；同样基于西藏自治区山南市贡嘎县数字高程模型，进行流向、流量、盆域等水文分析l任务1：地形综合分析l任务2：水文综合分析l任务3：编写地形水文分析报告具体任务l西藏自治区山南市贡嘎县坡度分析数据成果l西藏自治区山南市贡嘎县坡向分析数据成果l西藏自治区山南市贡嘎县山影分析数据成果l西藏自治区山南市贡嘎县水文分析数据成果l西藏自治区山南市贡嘎县地形水文分析报告输出成果4操作步骤l任务1：地形综合分析基于SuperMap平台操作步骤操作步骤l任务2：水文综合分析基于SuperMap平台操作步骤操作步骤l任务3：编写地形水文分析报告基于SuperMap平台操作步骤操作步骤西藏自治区山南市贡嘎县海拔在3549.56米-5550.63米之间，相对高差2001米，属高原山地地形，山脉呈南北走向，中部偏北有一条东西向的狭谷。
贡嘎县属雅鲁藏布江水系雅鲁藏布江从海拔5300米以上的喜玛拉雅山中段北坡冰雪山岭发源，自西向东奔流于号称“世界屋脊”的青藏高原南部l任务1：地形综合分析基于ArcGIS平台操作步骤操作步骤l任务2：水文综合分析基于ArcGIS平台操作步骤操作步骤l任务3：编写地形水文分析报告基于ArcGIS平台操作步骤操作步骤西藏自治区山南市贡嘎县海拔在3549.56米-5550.63米之间，相对高差2001米，属高原山地地形，山脉呈南北走向，中部偏北有一条东西向的狭谷贡嘎县属雅鲁藏布江水系雅鲁藏布江从海拔5300米以上的喜玛拉雅山中段北坡冰雪山岭发源，自西向东奔流于号称“世界屋脊”的青藏高原南部五、项目检验l 练习题（1）多选题:坡度的常用表示方法有哪两种（）A.百分比法 B.函数法 C.度数法 D.切分法 E.微分法（2）判断题：DEM数据在地理坐标系和投影坐标系下坡度分析结果相同（）l 思考题（1）GIS中的水文分析可以代替水文实测的流量和流速吗？（2）D8算法有什么优缺点？项目检验项目检验谢 谢！。