流域作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的地理單元，與行政區(qū)的劃分有著本質(zhì)上的區(qū)別。流域的劃分更注重自然因素，流域作為一個(gè)綜合的自然整體，在其內(nèi)部形成了一個(gè)天然的物質(zhì)與能量流動(dòng)的場(chǎng)所，并通過(guò)水流的作用，與周?chē)膮^(qū)域進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換。流域的精確劃分作為一個(gè)研究的基礎(chǔ)工作，那么接下來(lái)給大家說(shuō)一下利用DEM提取小流域的案例教程——以貴州省遵義市正安縣為例。
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數(shù)據(jù)獲取
地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.gscloud.cn/），數(shù)據(jù)分辨率為30m。
若想要獲得更高精度的DEM數(shù)據(jù)，可以在一些地圖下載器上下載，高精度的DEM數(shù)據(jù)可以使得提取的小流域邊界更加清晰和準(zhǔn)確。
圖1 下載的DEM數(shù)據(jù)示意圖
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小流域提取
在正式開(kāi)始提取小流域之前，我們可以先根據(jù)研究區(qū)邊界將DEM進(jìn)行裁剪。此時(shí)，打開(kāi)ArcGIS空間分析工具——提取分析——按掩膜提取，得到研究區(qū)的DEM數(shù)據(jù)。
圖2 裁剪后DEM示意圖
1、DEM填洼
打開(kāi)空間分析工具——水文分析——填洼。輸入DEM數(shù)據(jù)，設(shè)置對(duì)應(yīng)的輸出保存路徑，對(duì)應(yīng)如圖3所示。
圖3 填洼操作示意圖
2、流向
打開(kāi)空間分析工具——水文分析——流向，輸入上一步提取得到的填洼DEM數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)的操作如圖4所示。
圖4 流向操作示意圖
3、流量
打開(kāi)空間分析工具——水文分析——流量，輸入上一步提取得到的流向數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)的操作如圖5所示。
圖5 流量操作示意圖
4、提取河網(wǎng)
上一步提取出來(lái)的是累計(jì)流量數(shù)據(jù)，提取河網(wǎng)的思路是將河道中匯流量>閾值的河道篩選出來(lái)，所以我們可以使用ArcGIS柵格計(jì)算器實(shí)現(xiàn)。在柵格計(jì)算器中輸入表達(dá)式：“SetNull（流量<500,流量）”。這個(gè)表達(dá)式的意思是將累計(jì)流量小于500的河道剔除掉從而保留累計(jì)流量大于500的區(qū)域，如圖6所示
圖6 提取河網(wǎng)示意圖
5、河流鏈接
打開(kāi)空間分析工具——水文分析——河流鏈接，輸入河流柵格數(shù)據(jù)（河網(wǎng)數(shù)據(jù)）以及流向數(shù)據(jù)，如圖7所示。
圖7 河流鏈接示意圖
6、分水嶺
打開(kāi)空間分析工具——水文分析——分水嶺，輸入流向柵格數(shù)據(jù)和要素傾斜點(diǎn)數(shù)據(jù)（即上一步得到的河流鏈接數(shù)據(jù)），如圖8所示。
圖8 分水嶺操作示意圖
7、柵格轉(zhuǎn)面
根據(jù)以上步驟得到柵格格式的微流域邊界數(shù)據(jù)（如圖9所示），我們只需要將得到的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)面即可。操作步驟為：轉(zhuǎn)換工具——由柵格轉(zhuǎn)出——柵格轉(zhuǎn)面，輸入上一步得到的流域柵格數(shù)據(jù)，即可得到矢量的流域邊界（如圖10所示）。
圖9 微流域邊界柵格示意圖
圖10 微流域矢量邊界
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流域合并
小流域提取的操作到上一步其實(shí)已基本完成，但由于每個(gè)人的需求不同，所以我們可以根據(jù)匯水方向和分水嶺的大小將相應(yīng)的微流域（流域基本單元）進(jìn)行合并，從而得到一個(gè)較大的流域斑塊，具體操作即矢量圖層合并。
從圖10中可以發(fā)現(xiàn)，提取的微流域邊界在研究區(qū)邊界上存在一定的空隙，所以建議在提取微流域邊界時(shí)，需要將DEM的范圍擴(kuò)大，一般以研究區(qū)邊界向外緩沖1km左右后，再進(jìn)行以上的操作！
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