一种通过DEM数据精准模拟生成河网的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过DEM数据精准模拟生成河网的方法，包括包括修正平行河流程序和修正短、断河流程序。本发明专利技术能够模拟出更好的近似合理的河网。该方法既能优化山地河网生成情况，又能较为合理的表示平地河网；主要解决生成的不合理近邻并列河流、不合理汇流方向的河流，消除生成的短小河道，修正没有合理出口的河流。河流。河流。

【技术实现步骤摘要】
一种通过DEM数据精准模拟生成河网的方法


[0001]本专利技术涉及水环境模拟
，特别是一种通过DEM数据精准模拟生成河网的方法。

技术介绍

[0002]现今河网生成流程如图3所示，通过DEM数据提取河网的方法主要是：
[0003]1.填洼由于低洼地形以及数据错误导致的伪洼地的存在，会使计算水流方向和流域拓扑信息时，生成不合理甚至错误的水流方向，造成河网提取及水文特征计算的误差。因此，在利用ArcGIS进行水文分析之前，应该首先对原始DEM地形数据进行填充洼地，得到无洼地DEM，使数据更准确。
[0004]2.流向计算：获取河网的关键步骤之一是确定从栅格中的每个像元流出的方向。目前，在确定流向中应用较广泛的是D8算法，通过对中心栅格的8个相邻栅格编码来判断和确定水流方向。此方法大范围地概括了自然状态下水流的可能方向。
[0005]3.流量统计：流量大小代表着其上游流经该网格的数量，高流量的像元是集中流动的区域，表明该区域愈容易形成地表径流。根据水流累计矩阵统计流向分析中流向每个栅格的流量，从而得到研究流域的水流累积量。
[0006]现今主流技术，受限于DEM平地数据没有起伏，在平地河网生成中存在明显的失真，存在不合理近邻并列河流没有合并；受限于D8流向算法，生成短小河流；不能确定出水口，出现断头河或者是河流没有合理的出水口，河流与实际的连通情况存在较为严重偏差，导致连通性差。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了解决
技术介绍
中受限于DEM平地数据没有起伏，在平地河网生成中存在明显的失真，存在不合理近邻并列河流没有合并；受限于D8流向算法，生成短小河流；不能确定出水口，出现断头河或者是河流没有合理的出水口，河流与实际的连通情况存在较为严重偏差，导致连通性差等问题，设计了一种通过DEM数据精准模拟生成河网的方法，能够模拟出更好的近似合理的河网，包括修正平行河流程序和修正短、断河流程序。
[0008]为了对本技术方案进行进一步补充，所述修正平行河流的程序，依次包括查找平行河流、判定河流类型和修正流向流量三个步骤。
[0009]为了对本技术方案进行进一步补充，所述查找平行河流步骤为：遍历流向图，查找连续、同向的流向，然后建立5km环带查找流向相同的河流。
[0010]为了对本技术方案进行进一步补充，所述判定河流类型步骤为：将两条平行河流分为修正河流和丢弃河流，修正河流需要保留，丢弃河流进行数值修正。
[0011]为了对本技术方案进行进一步补充，所述修正流向流量步骤为：将丢弃河流对应的栅格数值加到修正河流里，将丢弃河流的流向修正为流向修正河流。
[0012]为了对本技术方案进行进一步补充，所述修正短、断河流的程序包括查找潜在出
水口、从潜在出水口检索河道、判断间距5km环带内是否存在其他河流和判断是否可以连通路线四个步骤。
[0013]为了对本技术方案进行进一步补充，所述潜在出水口一般在DEM栅格边缘高程低的数据。
[0014]为了对本技术方案进行进一步补充，所述从潜在出水口检索河道步骤为若潜在出水口没有河道，则检索近邻河流；若潜在出水口存在河道，存在河道的潜在出水口变为出水口，继续检索河流长度小于5km的河流。
[0015]为了对本技术方案进行进一步补充，所述判断间距5km环带内是否存在其他河流步骤为若存在其他河流，则根据DEM高程获取可能的河网连通路线；若不存在其他河流，则删除小于5km的河流，结束；
[0016]为了对本技术方案进行进一步补充，所述判断是否可以连通路线步骤为若可以连通路线，则修正流向和流量，结束；若无法连通路线，则删除小于5km的河流，结束。
[0017]有益效果：本专利技术能够模拟出更好的近似合理的河网。该方法既能优化山地河网生成情况，又能较为合理的表示平地河网；主要解决生成的不合理近邻并列河流、不合理汇流方向的河流，消除生成的短小河道，修正没有合理出口的河流。
附图说明
[0018]图1是修正平行河网流程示意图；
[0019]图2是修正短、断河道流程示意图；
[0020]图3是现今河网生成流程图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术进行具体描述，如图1和图2所示，一种通过DEM数据精准模拟生成河网的方法，包括修正平行河流程序和修正短、断河流程序。
[0022]一.修正平行河流。
[0023]平行河流表现是在一个方向上(一般来说，受限于地形情况，平行河流存在两个方向，水平与垂直方向)，流向相同的间距不大的河流。平行河流生成的机制是D8算法在DEM高程数据没有起伏的平地里，生成的流向会沿着最初的直线河流起点保持同一个流向。
[0024]如图1所示，图1为修正平行河网流程示意图，所述修正平行河流的程序，依次包括查找平行河流、判定河流类型和修正流向流量三个步骤。
[0025]查找平行河流步骤为：遍历流向图，查找连续、同向的流向，然后建立5km环带查找流向相同的河流。
[0026]判定河流类型步骤为：将两条平行河流分为修正河流和丢弃河流，修正河流需要保留，丢弃河流进行数值修正。
[0027]修正流向流量步骤为：将丢弃河流对应的栅格数值加到修正河流里，将丢弃河流的流向修正为流向修正河流。
[0028]表1为修正平行河网的程序：
[0029]表1：修正平行河网的程序
[0030][0031][0032]二.修正短、断河流
[0033]短河流表现为DEM生成的时候短且不合理、与实际存在差距的河流。短河流生成的机制是DEM数据生成河流的时候，带来的局部不合理现象，尽管在后面能够通过阈值方法去除，但可能造成其他河流不能接驳出水口。断河流表现为没有与其他河流连接，没有出水口的河流。断河流的机制有可能是DEM数据的局部误差导致无法接续，也可能是平地情况导致无法连接。
[0034]如图2所示，图2为修正短、断河道流程示意图，所述修正短、断河流的程序包括查找潜在出水口、从潜在出水口检索河道、判断间距5km环带内是否存在其他河流和判断是否可以连通路线四个步骤。
[0035]查找潜在出水口：潜在出水口一般在DEM栅格边缘高程低的数据。
[0036]从潜在出水口检索河道步骤为：若潜在出水口没有河道，则检索近邻河流；若潜在出水口存在河道，存在河道的潜在出水口变为出水口，继续检索河流长度小于5km的河流。
[0037]判断间距5km环带内是否存在其他河流步骤为：若存在其他河流，则根据DEM高程
获取可能的河网连通路线；若不存在其他河流，则删除小于5km的河流，结束；
[0038]判断是否可以连通路线步骤为若可以连通路线，则修正流向和流量，结束；若无法连通路线，则删除小于5km的河流，结束。
[0039]表2为修正短、断河道的程序：
[0040]表2：修正短、断河道的程序
[0041][0042][0043]对比分析：修正前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过DEM数据精准模拟生成河网的方法，其特征在于，包括修正平行河流程序和修正短、断河流程序。2.根据权利要求1所述的一种通过DEM数据精准模拟生成河网的方法，其特征在于，所述修正平行河流的程序，依次包括查找平行河流、判定河流类型和修正流向流量三个步骤。3.根据权利要求2所述的一种通过DEM数据精准模拟生成河网的方法，其特征在于，所述查找平行河流步骤为：遍历流向图，查找连续、同向的流向，然后建立5km环带查找流向相同的河流。4.根据权利要求2所述的一种通过DEM数据精准模拟生成河网的方法，其特征在于，所述判定河流类型步骤为：将两条平行河流分为修正河流和丢弃河流，修正河流需要保留，丢弃河流进行数值修正。5.根据权利要求2所述的一种通过DEM数据精准模拟生成河网的方法，其特征在于，所述修正流向流量步骤为：将丢弃河流对应的栅格数值加到修正河流里，将丢弃河流的流向修正为流向修正河流。6.根据权利要求1所述的一种通过DEM数据精准模拟生成河网的方法，其特征在于，所述修正短、断河流的程序包括查...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑远环，余春雪，郭倩，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：