[發(fā)明專利]一種基于數(shù)字高程模型DEM對流域洼地處理方法

在審

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• 申請日: 2022-11-03
• 公開（公告）號: CN115688435A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 周買春;方夢伊
• 申請（專利權）人: 華南農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/18;G06F16/29;G06F113/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵

一種基于數(shù)字高程模型DEM對流域洼地處理方法，登錄地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)絡平臺獲取對象流域數(shù)字高程數(shù)據(jù)DEM，作為流域模擬的原始數(shù)據(jù)；將數(shù)字高程數(shù)據(jù)導入BTOPMC網(wǎng)格分布式水文模型系統(tǒng)，對原始DEM數(shù)據(jù)填洼處理，生成數(shù)字高程數(shù)據(jù)文件；基于填洼高程數(shù)據(jù)文件，獲得對象流域各網(wǎng)格上水流方向，生成流域網(wǎng)格流向數(shù)據(jù)文件，檢查并捕捉出現(xiàn)對流網(wǎng)格；基于填洼高程、流域網(wǎng)格流向數(shù)據(jù)文件，以捕捉到的對流網(wǎng)格為疏浚源頭，用公式疏浚處理，生成疏浚高程數(shù)據(jù)文件；基于匯水面積數(shù)據(jù)確定合適的閾值進行流域水系特征提取，利用ArcGIS軟件繪制流域范圍、標記疏浚河道，形成河網(wǎng)水系。本發(fā)明提高流域水系特征提取精度，屬于地學領域。

技術領域

本發(fā)明涉及數(shù)字高程模型的水系提取方法，屬于地學領域，具體涉及一種基于數(shù)字高程模型DEM對流域洼地處理方法。

背景技術

流域河網(wǎng)是水文模擬和資源管理計劃的重要組成部分，流域水系特征提取作為水文等地球表面運動模擬實現(xiàn)可視化的基礎工作，通常基于流域數(shù)字高程模型(DEM)對地形信息提取，從而確定水流路徑形成河網(wǎng)水系，是實現(xiàn)水流路徑可視化及明確流域內、水系河網(wǎng)拓撲關系的第一步。DEM數(shù)據(jù)尤其是柵格型DEM因其獲取方便快捷、計算處理方法簡單有效等優(yōu)勢，在水文領域得到普遍應用。

在生成數(shù)字河網(wǎng)過程中，由于受到數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、收集方式、分辨率等及人工操作差異影響，河網(wǎng)提取結果往往不能完全還原自然界的流域分布和水流路徑，其中包括由天然存在的或數(shù)據(jù)采集過程中形成的洼地或小平原，導致對流、循環(huán)流、交叉流等。在實際流域中此類情況往往表現(xiàn)為臨近流域出海口位置的往復流，不同時間段的同一網(wǎng)格區(qū)域可能存在漲潮落潮與憩潮的不同潮汐狀，流域水文模擬通常要求河流網(wǎng)格擁有單一方向以形成一張完整的水系網(wǎng)絡。

研究者針對洼地平原地區(qū)直接使用現(xiàn)有DEM數(shù)據(jù)，容易造成河網(wǎng)不連續(xù)等問題，對DEM數(shù)據(jù)進行局部加密和修改，能有效增強流域信息提取能力。常見處理方案是在流域高程基礎上抬高網(wǎng)格高程形成斜坡，迫使洼地水流沿特定方向流動形成徑流。僅采用填洼技術處理DEM數(shù)據(jù)可能造成過度填洼，形成新洼地、潮水往復、河道兩岸抬高形成人造“地上河”等現(xiàn)象。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中存在的技術問題，本發(fā)明的目的是：提供一種基于數(shù)字高程模型DEM對流域洼地處理方法，對填洼后的研究區(qū)域進行分析疏浚和流域特征得到提取，通過與實測的流域圖對比，提高提取精度與效率。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種基于數(shù)字高程模型DEM對流域洼地處理方法，包括以下步驟：

(1)登錄地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)絡平臺獲取對象流域數(shù)字高程數(shù)據(jù)DEM，將獲得的ASCII格式數(shù)字高程數(shù)據(jù)重命名為basin.dem作為流域模擬的原始數(shù)據(jù)；

(2)將獲得的數(shù)字高程數(shù)據(jù)basin.dem導入BTOPMC網(wǎng)格分布式水文模型系統(tǒng)，利用該模型系統(tǒng)對原始DEM數(shù)據(jù)進行填洼處理，生成填洼后的數(shù)字高程數(shù)據(jù)文件basin.fil；

(3)基于填洼高程數(shù)據(jù)文件basin.fil，獲得對象流域各網(wǎng)格上水流方向，生成流域網(wǎng)格流向數(shù)據(jù)文件baisn.fd，檢查并捕捉出現(xiàn)對流網(wǎng)格；

(4)基于填洼高程數(shù)據(jù)文件basin.fil、流域網(wǎng)格流向數(shù)據(jù)文件basin.fd，以捕捉到的對流網(wǎng)格為疏浚源頭，利用公式進行疏浚處理，生成疏浚高程數(shù)據(jù)文件basin.drg；

(5)基于匯水面積數(shù)據(jù)basin.facc確定合適的閾值進行流域水系特征提取，利用ArcGIS軟件繪制流域范圍、標記疏浚河道，形成河網(wǎng)水系。