一种基于数字高程模型的流域快速生成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于数字高程模型的流域快速生成方法，包括以下步骤：S1、提取区域的矢量边界文件中数字高程模型，得到流向格网；S2、根据流向格网得到流域格网，结合八方向判别法得到流向格网中的出水口点；S3、基于流向格网中的出水口点，根据逆向判别窗口得到出水口点的流域；S4、基于每个出水口点的流域，循环所有出水口点完成所有流域的生成。本发明专利技术提供的一种基于数字高程模型的流域快速生成方法利用ArcGIS平台和数字高程模型数据，提取流域内流向格网，结合八方向判别法和逆向判别窗口，准确定位出水口点。通过循环迭代出水口点，能够实现基于不同精度下的数字高程模型的流域快速生成，有效地提升了水文模拟前期准备工作的效率。作的效率。作的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字高程模型的流域快速生成方法


[0001]本专利技术属于水文水资源研究领域，具体涉及一种基于数字高程模型的流域快速生成方法。

技术介绍

[0002]流域是水文水资源基础研究和水文模拟计算中重要的基本单位之一。通过流域边界，可以获得集水范围，进而计算得出河网及其对应集水区的产汇流关系。作为水文计算的重要环节，如何快速确定流域，对水文模拟效率和准确度起到重要作用。随着现有数据精细程度越来越丰富，在进行超大尺度和大尺度流域确定时，受制于计算平台软件的限制，获取流域的效率没有明显提升，导致水文模拟前期数据准备时间显著延长，影响水文模型模拟的整体效率。因此，如何快速、准确地完成数据精度不断提高下的超大尺度和大尺度流域确定逐渐成为水文模型计算的重要一环。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种基于数字高程模型的流域快速生成方法解决了水文模拟前期数据准备时间过长的问题。
[0004]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于数字高程模型的流域快速生成方法，包括以下步骤：
[0005]S1、提取区域的矢量边界文件中数字高程模型，得到流向格网；
[0006]S2、根据流向格网得到流域格网，结合八方向判别法得到流向格网中的出水口点；
[0007]S3、基于流向格网中的出水口点，根据逆向判别窗口得到出水口点的流域；
[0008]S4、基于每个出水口点的流域，循环所有出水口点完成所有流域的生成。
[0009]进一步地：所述S1包括以下分步骤：
[0010]S11、基于区域的矢量边界文件，提取区域中的数字高程模型，通过水文工具对数字高程模型进行洼地填充处理，得到无洼地的数字高程模型；
[0011]S12、基于无洼地的数字高程模型，通过流向工具计算流向栅格数据，得到流向格网。
[0012]上述进一步方案的有益效果为：利用ArcGIS平台水文工具对数字高程模型进行洼地填充处理，可以实现地表径流模型的水流方向、汇流累积量、河网和集水区域的提取。
[0013]进一步地：所述S2包括以下分步骤：
[0014]S21、根据流向格网的行列大小，建立行列大小相同的流域格网；
[0015]S22、根据流向格网设置流域格网中格点的初始值；
[0016]S23、根据流向格网的流向信息，通过八方向判别法得到流向格网中的出水口点。
[0017]进一步地：所述S22具体为：
[0018]遍历流向格网中的格点，并判断流向格网中的格点是否具有流向信息；
[0019]若是，则将对应流域格网中格点的初始值赋值为0；
[0020]若否，则将将对应流域格网中格点的初始值赋值为
‑
9999。
[0021]进一步地：所述S23中，八方向判别法具体为：
[0022]遍历流向格网中格点，当流向格网中的格点不存在流向信息且其对应流域格网的格点周围八个格点存在初始值为
‑
9999时，则所述流向格网的格点为出水口点，每个出水口点均被赋予唯一编号。
[0023]进一步地：所述S3包括以下分步骤：
[0024]S31、基于流域格网中的出水口点，根据逆向判别窗口和流向格网中的流向信息得到流入出水口点的格点；
[0025]S32、将流入出水口点的格点作为逆向中心点，根据逆向判别窗口得到所有流入逆向中心点的格点，并将其设置为新的流入出水口点的格点；
[0026]S33、重复S32遍历流域格网中格点，得到所有流入出水口点的格点，并将其作为出水口点的流域。
[0027]进一步地：所述S32中，根据逆向判别窗口得到所有流入逆向中心点的格点方法中，设定逆向中心点的左边流入方向的格点为起始方向，顺时针对所有流入逆向中心点的格点进行编号，并将所述流入逆向中心点的格点编号与所述逆向中心点编号进行关联，所述格点编号用于确定流入逆向中心点的格点。
[0028]上述进一步方案的有益效果为：为流入逆向中心点的格点设定顺时针的循环方向，以便能够有序地确定每一个流域。
[0029]进一步地：所述S4具体为：
[0030]基于每个出水口点编号和关联的流入出水口点的格点编号，确定每个出水口点的流域，循环所有出水口点完成所有流域的生成。
[0031]本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的一种基于数字高程模型的流域快速生成方法利用ArcGIS平台和数字高程模型数据，提取流域内流向格网，结合八方向判别法和逆向判别窗口，准确定位出水口点。通过循环迭代出水口点，能够实现基于不同精度下的数字高程模型的流域快速生成，有效地提升了水文模拟前期准备工作的效率。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的一种基于数字高程模型的流域快速生成方法流程图。
具体实施方式
[0033]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0034]如图1所示，在本专利技术的一个实施例中，一种基于数字高程模型的流域快速生成方法，包括以下步骤：
[0035]S1、提取区域的矢量边界文件中数字高程模型，得到流向格网；
[0036]S2、根据流向格网得到流域格网，结合八方向判别法得到流向格网中的出水口点；
[0037]S3、基于流向格网中的出水口点，根据逆向判别窗口得到出水口点的流域；
[0038]S4、基于每个出水口点的流域，循环所有出水口点完成所有流域的生成。
[0039]所述S1包括以下分步骤：
[0040]S11、基于区域的矢量边界文件，提取区域中的数字高程模型，通过水文工具对数字高程模型进行洼地填充处理，得到无洼地的数字高程模型；
[0041]S12、基于无洼地的数字高程模型，通过流向工具计算流向栅格数据，得到流向格网。
[0042]在本实施例中，数字高程模型是地表形态高程属性的数字化表达，能够一定分辨率的局部地形特征，包含了丰富的地形地貌和水文信息。利用ArcGIS平台水文工具对数字高程模型进行洼地填充处理，可以实现地表径流模型的水流方向、汇流累积量、河网和集水区域的提取。
[0043]所述S2包括以下分步骤：
[0044]S21、根据流向格网的行列大小，建立行列大小相同的流域格网；
[0045]S22、根据流向格网设置流域格网中格点的初始值；
[0046]S23、根据流向格网的流向信息，通过八方向判别法得到流向格网中的出水口点。
[0047]所述S22具体为：
[0048]遍历流向格网中的格点，并判断流向格网中的格点是否具有流向信息；
[0049]若是，则将对应流域格网中格点的初始值赋值为0；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字高程模型的流域快速生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、提取区域的矢量边界文件中数字高程模型，得到流向格网；S2、根据流向格网得到流域格网，结合八方向判别法得到流向格网中的出水口点；S3、基于流向格网中的出水口点，根据逆向判别窗口得到出水口点的流域；S4、基于每个出水口点的流域，循环所有出水口点完成所有流域的生成。2.根据权利要求1所述的基于数字高程模型的流域快速生成方法，其特征在于，所述S1包括以下分步骤：S11、基于区域的矢量边界文件，提取区域中的数字高程模型，通过水文工具对数字高程模型进行洼地填充处理，得到无洼地的数字高程模型；S12、基于无洼地的数字高程模型，通过流向工具计算流向栅格数据，得到流向格网。3.根据权利要求1所述的基于数字高程模型的流域快速生成方法，其特征在于，所述S2包括以下分步骤：S21、根据流向格网的行列大小，建立行列大小相同的流域格网；S22、根据流向格网设置流域格网中格点的初始值；S23、根据流向格网的流向信息，通过八方向判别法得到流向格网中的出水口点。4.根据权利要求3所述的基于数字高程模型的流域快速生成方法，其特征在于，所述S22具体为：遍历流向格网中的格点，并判断流向格网中的格点是否具有流向信息；若是，则将对应流域格网中格点的初始值赋值为0；若否，则将将对应流域格网中格点的初始值赋值为
‑
9999。5.根据权利要求3所述的基于数字高程模...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨昊，张鑫，严登华，冯贱明，刘姗姗，秦天玲，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：