河南省内四大流域边界提取与水系分析
2021-07-01徐海军魏义长许澍LEGHARIShahJahan王同朝
徐海军,魏义长*,许澍,LEGHARI Shah Jahan,王同朝
(1.华北水利水电大学测绘与地理信息学院,郑州450046;2.中国农业大学土地科学与技术学院,北京100193;3.河南农业大学农学院,郑州450046)
0 引言
【研究意义】河南省分属长江、黄河、淮河和海河四大流域[1],是中国涉及大江、大河最多的省份之一。为适应河南省境内流域生态环境保护和高质量发展的需求[2-3],需要摸清河南省境内的流域边界和水系特征,而对流域及河流特征进行准确定性、定量分析的前提是要明确流域的边界。
【研究进展】流域边界的提取主要有2 种方法:①从等高线地形图上手工绘制获取[4];②基于DEM由GIS 软件自动生成[5]。在等高线地形图上确定流域边界是从流域出口点(入海口、水库坝址等),再从流域出口点沿与等高线垂直的山脊线方向划线,所形成的封闭线即为流域边界,所包围的区域即为流域的汇水区域,这种方法多属于手工方式,是早期方法。随着GIS 技术以及数字水文学的发展,流域地形、分水线、河网、子流域的表达及集水面积的计算完全可用数字化技术实现[6],主要是利用数字高程模型(DEM)计算得到D8 流向文件(单流向法),然后根据流向分析得到流域的河网、边界以及子流域的划分情况。基于DEM 数据进行流域水系分析的软件有许多,典型的商用软件有美国ESRI(Environmental Systems Research Institute)公司的ArcGIS 和相应的水文Hydrology 扩展模块[7-8];由RSI(Research Systems Inc.)公司开发的River Tools,Garbrecht 和Martz 开发的TO-PAZ 工具[9],以及美国Brigham Young 大学提供的WMS (Watershed Modeling System)[10],使用最为广泛的是ArcGIS 的ArcHydro扩展工具[11]。国内已有学者利用ArcGIS 的Hydrology内置模块和ArcHydro 工具进行了省域内流域水系分布[12-15],等等。……
