基于GIS和DEM数据的流域水系提取与优化分析

王成文，李 英,2,3，黄小琴，张 勃，徐兆祥，李 阳

(1.宁夏回族自治区水文环境地质勘察院，银川 750011；2.中国地质大学(北京)水资源与环境学院，北京 100083；3.宁夏回族自治区地质局，银川 750021)

近年来，随着GIS技术的不断发展，区域地形地表水系的提取研究逐步由传统的野外测量和地学统计方法转向高精度的DEM(数字高程模型)数据数字化和自动化提取工作中来。在流域水系数字化提取研究中，如何利用DEM数据更精确真实地反映实际地表水系特征，是当前水文模型研究热点和难点，同时水系的数值化提取研究也是数据信息反演解译实际的重要组成部分[1]。目前，对于流域水系的自动提取研究方法丰富多样，总体可分为两种思路，一种是基于已有遥感图像进行自动提取，另一种是利用DEM数据进行水系自动提取。由于DEM数据分辨率不断更新提升，且能够表达丰富的地貌信息而被广泛研究和应用[2]。

大量研究实践发现[3-8]，在实际地形中凹陷洼地和平缓地带的是普遍存在的，DEM数据中对于栅格单元局部凹陷和平坦地带细节处理不够完善，因此在提取水系之前必须要对DEM进行预处理。此外，基于GIS技术提取水系过程中，如何合理的设定网格数和阈值范围是关乎河流数字化成败的关键因素[9-11]，而以往研究中大多是进行网格和阈值的大范围值域的模拟、筛选，甄选出最佳值。本文在参阅国内外文献和反复实践的基础上，利用ArcGIS10.4软件中水文分析模型，进行基于DEM数据的流域水系提取与优化处理分析，探讨流域水系提取的优化方法，特别是对网格数和阈值的选择进行数学拟合分析，选择合理的网格和阈值，为流域水系特征的数字化提取研究提供一定参考。……