Page 250 - 现代测绘技术在水利工程中的应用

第九章 遥感技术基础与地理信息系统的应用与研究

围 8 个方向的编码来确定。方向值以 2 的倍数指定是因为存在格网水流方向不能确定
的情况，此时需要将数个方向值相加，以便在后续处理中根据相加结果确定中心格网
的水流方向。
水流方向分析中还有几种例外情况需要做特殊处理：

如果一个格网点的最大坡向格网点与之具有相同的高程值，且之前没有其他格网
点流向这个相邻格网，则强制流向它。如果还有另外的格网点流向这个相邻格网，则
当前格网点为凹点。
当两个或多个相邻格网点的最大坡向相等时，先比较各自相邻格网点坡向，如果

仍没解决，继续比较相对格网点的坡向以决定流向。
对于具有相同高程值的区域则扩大搜索窗口半径，用 7×7 窗口，如果需要还可
以使用更大窗口。

在DEM数据的外围加一圈高程值为0的格网点，强制其最大坡向流向研究区之外。
这一点在有的软件中作为选项出现。
2. 填充洼地
DEM 是比较光滑的地形表面模型，但是由于存在 DEM 误差和洼地地形，使得
DEM 表面存在一些凹陷的区域，其水流方向不会指向流域出口，而是终止于凹陷点，

导致计算水流方向时一些区域会产生不合理甚至错误的结果。所以在进行水流方向计
算之前，首先应该对 DEM 数据进行洼地填充，得到无洼地的 DEM 数据。
洼地填充的基本过程是先根据水流方向数据计算出 DEM 数据中的洼地区域，再
计算洼地深度，然后依据这些洼地的深度设定填充阈值，完成洼地填充。ArcGIS9.x

软件中洼地填充时，填充阈值为可选项，不必填写任何数值也能够直接根据 DEM 数
据进行洼地填充。最后根据无洼地 DEM 重新生成新流向图，进行后续的计算。
3. 计算汇流累积量

汇流累积量数值矩阵表示研究区域中每个点的流水累积量，可以根据水流方向数
据进行计算。计算汇流累积量时，首先假设规则格网的 DEM 每点处有一个单位的水量，
按照自然水流从高处流往低处的自然规律，根据区域地形的无洼地水流方向数据计算
每点处所流过的水量数值，于是得到该区域的汇流累积量。

计算汇流累积量时，还可以根据区域内降水、土壤、植被等影响径流分布不平衡
的因素建立一个权重矩阵，以便更精确地模拟该区域的地表特征。如果没有权重矩阵
数据，一般系统默认为 1。
根据汇流累积量还能够计算出水流长度，即地面上每一点沿水流方向到达其流向

起点（或终点）间的最大地面距离在水平面上的投影长度。水流长度直接影响地面径
流的速度，进而影响地面土壤的侵蚀力。水流长度的计算方式有顺流计算和溯流计算

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