水文分析——无洼地DEM生成

DEM数据时进行水文分析的基础数据，是比较光滑的地形表面的模拟，但是由于DWEM数据误差以及一些真实地形（例如喀斯特地形）的存在，使得DEM数据表面存在一些凹陷的区域。因为这些凹陷区域的存在，在进行水流方向计算时往往会得到不合理甚至错误的结果。因此，在进行水流方向计算之前，需要对原始DEM数据尽心洼地填充，从而得到无洼地的DEM数据。

1.原始DEM流向分析：

在ArcGIS中流向是指水流离开中心栅格时的指向，通过中心栅格的8个邻域栅格编码来表示流向。流向工具的输出是值范围介于 1 到 255 之间的整型栅格。从中心出发的各个方向值为：

ArcGIS中流向分析采用的是D8算法，即通过计算中心栅格与邻域栅格的最大距离全落差来确定。距离全落差是指中心栅格与邻域栅格的高程差除以两个栅格间的距离，栅格间的距离与方向有关，如果中心栅格的方向值为2/8/32/128，则栅格间的距离为√2，负责距离为1。
选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→水文分析→流向】工具，进行相关设置。

• 强制所有边缘像元向外流动：若勾选此项，表示在所有在DEM数据边缘的栅格的水流方向全部是流出DEM数据区域，一般默认不勾选。
• 输出下降率栅格数据：为可选项，下降率栅格是指该栅格在其水流方向上与其临近的栅格之间的高程差与距离的比值，以百分比的形式记录，反映了在整个区域中最大坡降的分布情况。

2.提取洼地：

洼地区域是水流方向不合理的地方，可以通过水流方向来判断哪些地方是洼地，从而对洼地进行填充。不过，并非所有的洼地区域都是需要填充的，很多洼地是真实地表形态的反映。因此，在进行洼地填充之前，需要先计算洼地深度，判断哪些洼地是由于数据误差造成的，哪些是真实的地表形态，让根据需要进行洼地填充。

选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→水文分析→汇】工具，进行相关设置。

3.洼地贡献区域计算：

选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→水文分析→分水岭】工具，进行相关设置。

4.计算洼地区域的最低高程：

选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→区域分析→分区统计】工具，进行相关设置。

5.计算洼地区域的最高高程：

选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→区域分析→区域填充】工具，进行相关设置。

6.洼地深度计算：

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。

7.填充洼地：

选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→水文分析→填洼】工具，进行相关设置，点击确定，得到无洼地DEM数据。

8.无洼地DEM流向分析：

选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→水文分析→流向】工具，进行相关设置。