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青藏高原水系特征遥感影像解译方法研究

测绘科学 2006年第1期31卷 82-83,86页

作者：洪志刚戴尔阜林宗坚储美华中国测绘科学研究院北京100039 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

我国西部地区1∶50000地形图的缺失,制约了该区域经济建设和社会发展,给我国西部大开发战略的实施带来了困难。影像解译是整个测绘工程中的关键环节之一,水系特征又是各类地物中的关键要素。本文通过对不同影像中青藏高原水系特征的解译... 详细信息

我国西部地区1∶50000地形图的缺失,制约了该区域经济建设和社会发展,给我国西部大开发战略的实施带来了困难。影像解译是整个测绘工程中的关键环节之一,水系特征又是各类地物中的关键要素。本文通过对不同影像中青藏高原水系特征的解译,结合其它技术手段,综合运用各类信息,在此基础上提出了针对不同水系特征的解译提取方法。结果表明,针对不同水系特征的特点,利用不同的遥感数据源,结合其它技术手段,加上各类信息的运用,能够有效地提取青藏高原的各类水系特征,基本能够满足1∶50000地形图的测绘需求。

关键词： 1:50 000地形图水系特征遥感解译

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新疆三屯河灌区水利信息化应用研究

农业工程 2024年第3期14卷 16-22页

作者：张侨洪靳晟刘杰新疆农业大学计算机与信息工程学院新疆乌鲁木齐830052

以新疆维吾尔自治区(简称新疆)昌吉回族自治州(以下简称昌吉州)三屯河灌区为研究区域,利用ArcGIS的水文分析模块对GDEMV3 30 m分辨率数字高程模型(digital elevation model,DEM)进行河网水系的提取,从而得出水流方向、汇流累计量、分级... 详细信息

以新疆维吾尔自治区(简称新疆)昌吉回族自治州(以下简称昌吉州)三屯河灌区为研究区域,利用ArcGIS的水文分析模块对GDEMV3 30 m分辨率数字高程模型(digital elevation model,DEM)进行河网水系的提取,从而得出水流方向、汇流累计量、分级河网和子流域边界等河网信息,利用AI Earth深度学习算法对Sentinel-1 SAR GRD遥感影像进行水体分类提取。不同于用遥感影像处理软件(environment for visualizing images,ENVI)对研究区影像进行地物识别分类的传统操作,该研究更倾向于通过AI Earth使用监督分类算法对Sentinel-2 L2A影像数据进行地物分类,进而绘制出渠系一张图,清晰生动地展现研究区域复杂的水系结构,对GDEMV3 30 m分辨率数字高程数据、野外采样点数据、天地图所选区域0.862 m/像素与672瓦片数量的17级Tiff数据进行处理制作采样点的渠系地形三维图,从立体的角度深入探索了水系地貌的特征,为研究提供更全面的视角,并探讨在试验过程中遇到的难点及解决办法。

关键词： GIS 深度学习遥感水系特征水利信息化三屯河灌区

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基于Arcpy自动提取清涧河流域水系特征

水力发电 2017年第3期43卷 30-33页

作者：何灿灿徐翠玲宋敦江长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 中国科学院科技政策与管理研究所北京100190

水系特征的提取是进行流域水文分析的基础,快速、有效地获取流域水系信息是水文分析的内在需求。依据Arcpy可以用Python语言调用ArcGIS地理工具的特点,提出了一种基于Arcpy自动提取水系特征的方法。首先,确定水系特征提取工具和模块;其... 详细信息

水系特征的提取是进行流域水文分析的基础,快速、有效地获取流域水系信息是水文分析的内在需求。依据Arcpy可以用Python语言调用ArcGIS地理工具的特点,提出了一种基于Arcpy自动提取水系特征的方法。首先,确定水系特征提取工具和模块;其次,根据ArcHydro提取流程编写脚本;最后,运行程序成功提取出清涧河流域水系特征。实验表明,基于Arcpy自动提取水系的方法是切实可行的。提取不同阈值下的清涧河水系与1∶25万数字化水系对比结果也显示,当阈值为4.05 km^2时提取的河网与实际水系较吻合。

关键词：水系特征自动提取 Arcpy ArcHydroTools 清涧河流域

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GIS环境下泾河流域水系特征的提取及探讨

人民黄河 2014年第10期36卷 55-57页

作者：张树君朱勤东福州大学空间信息工程研究中心福建福州350002

利用ArcGIS的水文分析模块对泾河流域河网水系进行自动提取,得出了泾河的水流方向、汇流累计量、分级河网、子流域边界等河网信息,使用自动提取与人工矢量化相结合的方法对面状水域的河流边界进行处理,克服了水系特征自动化提取在宽阔... 详细信息

利用ArcGIS的水文分析模块对泾河流域河网水系进行自动提取,得出了泾河的水流方向、汇流累计量、分级河网、子流域边界等河网信息,使用自动提取与人工矢量化相结合的方法对面状水域的河流边界进行处理,克服了水系特征自动化提取在宽阔水域方面的缺陷,从河网密度与集水阈值的关系出发,确定了河网提取的阈值,避免了以往阈值设定的随机性。结果表明:基于ArcGIS平台的泾河水系提取虽然在大面积水域边界提取方面存在不足,但提取的整体效果良好、成本低,极大地提高了水系特征提取的自动化水平。

关键词： GIS DEM 集水阈值河网提取水系特征泾河流域

北极典型河流网络高空间分辨率遥感信息提取与水系特征分析

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北极典型河流网络高空间分辨率遥感信息提取与水系特征分析

作者：陆欣南京大学

学位级别：硕士

近几十年来,北极地区迅速升温,冰川、冻土快速消融,降水显著变化,这导致北极水文循环发生了显著变化,成为全球气候变化的指示器。北极河流网络是北极水文循环的重要组成部分,近年来,北极河流网络明显扩张,形成了众多河宽小于30 m的细小... 详细信息

近几十年来,北极地区迅速升温,冰川、冻土快速消融,降水显著变化,这导致北极水文循环发生了显著变化,成为全球气候变化的指示器。北极河流网络是北极水文循环的重要组成部分,近年来,北极河流网络明显扩张,形成了众多河宽小于30 m的细小河流,这些细小河流分布广泛、变化迅速,能够储存和运输大量地表物质,在水文循环与生物地球化学循环过程中发挥了重要作用。但是,受限于自然与后勤保障等条件,在北极地区实地开展细小河流实地测量难度大、成本高、周期短、覆盖小;此外,北极细小河流的宽度、表面积、弯曲度、坡度等水系特征在中低分辨率卫星遥感影像中难以获取。因此,目前北极河流研究主要聚焦于河宽大于100 m的大河流,缺乏对于细小河流的研究,这导致对北极典型流域水系特征理解不足,进而低估了北极河流网络在北极水文循环中的重要作用。综上,开展北极典型流域水系特征高分辨率时空分布特征研究,对深入了解北极河流水文过程十分重要。本文综合高空间分辨率10 m Sentinel-2卫星遥感影像与新型2 m Arctic DEM数字地形模型数据,利用增强河流横纵剖面特征算法从Sentinel-2影像中提取河流网络,基于地形对河流流向的约束作用,采用Arctic DEM数据建模连续的河流网络连接遥感提取结果中断裂的河段,提升河流网络连通性,生成了北极典型流域10 m高空间分辨率连续河流网络遥感数据产品,量化分析了北极河流网络的河宽、长度、表面积、弯曲度等流域水系特征随河流等级的变化,利用RAPID河网汇流模型模拟了北极河流网络径流量时空分布,揭示了北极细小河流控制着流域水系特征时空分布。本文的主要研究内容和结论包括:(1)基于地形约束作用的连续河流网络遥感信息提取方法。遥感提取的河流网络能够正确反映河流空间分布但存在断裂,Arctic DEM数据建模的河流网络连续但难以正确反映河流起点。本研究融合了10 m Sentinel-2遥感影像与2 m Arctic DEM数据,基于地形对河流流向的约束作用,利用Arctic DEM数据建模连续的河流网络,定向连接了河流网络遥感数据产品中断裂的河段,解决了北极河流网络遥感提取中河段不连续的问题,采用最邻近河网高差指数HAND构建河流感兴趣区去除河流误提,生产了北极典型流域(面积约36,000 km)的10 m高空间分辨率河流网络遥感数据产品,对比现有的GSW、GRWL等河流网络遥感数据产品,研究提出的方法能够多提取4倍以上的细小河流,河流连通性(最长连通河网长度)提高10倍以上。(2)北极典型流域高空间分辨率水系特征时空分布。研究利用10 m空间分辨率北极典型流域河流网络遥感数据产品,提出了一种针对复杂河流网络的Strahler河流等级标记方法,量化分析了宽度、长度、表面积、流速、坡度、弯曲度和汇水面积等流域水系特征随河流等级的变化,对比了10 m、30 m与100 m空间分辨率的典型流域河流网络汇流时间时空分布,揭示了北极细小河流的长度与表面积占河流网络总长度与表面积的80%以上,相比于30、100 m分辨率河流网络,10 m分辨率河流网络包含了大量的细小河流,平均流域汇流时间由10～10小时缩短至10小时。因此,北极细小河流显著影响了流域水系特征的时空分布,控制了流域汇流时间的时空分布。(3)北极典型流域高空间分辨率河流网络径流量时空分布。河流宽度、深度、流速等水系特征能够显著影响河流网络径流量的时空分布。本研究采用遥感观测的河流河宽与DEM计算的河流坡度,结合曼宁公式,生成了每个河段的流速,综合再分析数据集MERRA-2径流数据,驱动RAPID河网汇流模型,建模了整个河流网络中每个河段的径流量,模拟了夏季北极典型流域河流网络径流量的时空分布,发现了北极细小河流(100 m)的径流量范围约为10～10 m/s,融合遥感数据能够较好地建模流域出口的径流量峰值(RRMSE=15.4%)与到达径流量峰值时间(RRMSE=3.0%),相比于未融合遥感数据的建模结果,建模精度得到提升,RRMSE分别降低了38.2%与8.9%。

关键词：细小河流北极遥感特征提取水系特征

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克里雅河下游水系特征及对植被的影响

克里雅河下游水系特征及对植被的影响

作者：刘明月新疆大学

学位级别：硕士

克里雅河下游达理雅博依乡是我国最大一处沙漠腹地的天然绿洲，绿洲景观结构及组成类型的空间分布很大程度上受克里雅河的影响，河流对于绿洲尤为重要。特别是河流在绿洲内的漫溢对植被的发生、发展和演变起到决定性作用，河流补给的地... 详细信息

克里雅河下游达理雅博依乡是我国最大一处沙漠腹地的天然绿洲，绿洲景观结构及组成类型的空间分布很大程度上受克里雅河的影响，河流对于绿洲尤为重要。特别是河流在绿洲内的漫溢对植被的发生、发展和演变起到决定性作用，河流补给的地下水起着维系植被生长和复壮的作用。本文以克里雅河下游达里雅博依绿洲为研究区，从景观生态学的角度出发，以Google Earth影像及野外样方调查数据为基础数据，结合ArcGIS与Global Mapper软件，采用定性与定量相结合的分析方法，对克里雅河流下游达里雅博依绿洲的水系特征等数据及其对植被的盖度的影响关系进行了初步的分析与探讨，得出以下主要结论：通过对河流的等级、宽度、长度、数量、密度以及样点距河流距离等数据与样点植被盖度的回归分析，我们可以得出：（1）植被盖度与河流的等级、宽度以及距离河流的距离相关性较强，回归模拟效果较好,盖度与河流等级呈现正相关关系，随着河流等级的增加，植被的盖度也在增大;盖度与河流的宽度呈现正相关关系，随着河流宽度的增大，植被盖度也在增大;盖度与距河流距离呈现负相关关系，随着距河流距离的增加，植被盖度在减小;植被盖度与河流的数量、密度的相关性一般;植被盖度与河流的长度相关性较差。（2）经软件对研究区水系分维系数的计算，研究区水系的分维数为1.48791，结合研究区水系结构图，可以得出，研究区水系结构简单，弯曲较少，没有形成复杂的水系网络。

关键词：克里雅河水系特征植被盖度

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基于DEM的黄土区河网水系特征研究

基于DEM的黄土区河网水系特征研究

作者：李景星西北农林科技大学

学位级别：硕士

随着地理信息系统（GIS）技术的发展和推广，数字地形产品正逐渐广泛的应用于各个行业中。现如今，地形分析、水文分析等地学研究已经从传统的利用纸质地形图，依靠人工目视、手工绘转向大量利用数字地形产品发展和转变，极大地提高了... 详细信息

随着地理信息系统（GIS）技术的发展和推广，数字地形产品正逐渐广泛的应用于各个行业中。现如今，地形分析、水文分析等地学研究已经从传统的利用纸质地形图，依靠人工目视、手工绘转向大量利用数字地形产品发展和转变，极大地提高了地学研究的效率和精度。利用数字高程模型（DEM）进行水文分析是当今对河网水系特征分析的趋势。本论文通过对基于数字化地形图等高线、不规则三角网（TIN）以及规则格网的河网水系提取技术进行详细的比较研究，选择了基于规则格网DEM进行河网水系提取的方法，通过GIS软件ArcGIS9.3各项功能的支持，实现了研究区内基于DEM的河网水系提取及特征分析。论文在提取水系时，首先对DEM分辨率的选择以及构建DEM的方法进行了详细的研究，并最终确定了15m作为研究区最佳DEM分辨率;确定了采用先由数字化等高线生成不规则三角网（TIN），再由TIN进行内插生成规则格网DEM的方法;系统地阐述了利用D8算法进行河网提取的原理和过程。在河网水系的提取过程中，根据Flint对汇流累积量阈值确定的算法进行了汇流累积量阈值与相应河网密度的趋势性分析，并最终分别确定了各研究区提取河网时的阈值为1000。最后，对所提取的研究区河网分布状况、分级状况进行分析研究，并对河网与研究区内的地形地貌、坡度关系进行分析，计算研究区内河网水系分形维数。基于DEM进行水文分析和地形分析已经成为GIS空间分析中最具特色的部分，论文的整个研究实验过程均是以现代GIS为平台，采用最新国家地理基础数据库中的数字产品，依靠GIS强大的空间分析功能。研究结果表明，黄土区河网水系大多为树状结构及扇形结构，它们广泛分布于丘陵沟壑区和川台地;分形维数1.6＜D＜=1.89的结果表明，黄土区大部分地区处于地貌发育的壮年期。黄土区地形起伏大，地表被切割的支离破碎，地表侵蚀严重，河流侧蚀严重，应加强水土流失的防治工作。

关键词：数字高程模型（DEM）水系特征河网地貌分形维数

遥感图像中水系特征的研究——以吉林东部延吉一带为例

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遥感信息 1990年第1期12卷 5-9页

作者：孟伟长春地质学院遥感室

吉林东部延吉一带,地处长白山脉的北麓,森林密布,第四纪沉积物覆盖严重。在地质上,该区处于华北地台北缘东段与吉黑古生代地槽的交界处以及滨太平洋的构造环境中,形成的构造十分复杂。区内地层出露甚少,花岗岩大面积出露,自太古宙、元... 详细信息

吉林东部延吉一带,地处长白山脉的北麓,森林密布,第四纪沉积物覆盖严重。在地质上,该区处于华北地台北缘东段与吉黑古生代地槽的交界处以及滨太平洋的构造环境中,形成的构造十分复杂。区内地层出露甚少,花岗岩大面积出露,自太古宙、元古宙到古生代及中生代均有岩浆活动,尤其是海西期花岗岩大面积侵位,形成了本区的主要地质体。

关键词：遥感图像水系特征岩体线性继裂构造状水系

基于Google Earth影像的漓江水系形态特征提取与分析

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国土资源遥感 2016年第2期28卷 161-167页

作者：陆丁滒吴虹郭琪陈梦杰桂林理工大学地球科学学院遥感应用研究所桂林541004 河南省地质矿产勘查开发局第三地质勘察院洛阳471023

为获取漓江流域水系的空间分布和水系形态特征,以Google Earth影像为数据源,采用人机交互目视解译法提取了流域内的水系形态特征信息,编制了漓江流域水系分布图。通过对水系的等级、密度、分支比、各级水道长度以及交汇角等特征信息进... 详细信息

为获取漓江流域水系的空间分布和水系形态特征,以Google Earth影像为数据源,采用人机交互目视解译法提取了流域内的水系形态特征信息,编制了漓江流域水系分布图。通过对水系的等级、密度、分支比、各级水道长度以及交汇角等特征信息进行统计,定量化地展示了漓江流域水系的形态特征;在此基础上进行水系形态特征的控制因素分析,认为地层与断裂构造是控制漓江流域形态的重要因素,人类活动对漓江流域水系形态的影响正在日渐增强。该研究成果为漓江流域的综合治理提供了科学依据,深化了漓江流域的地貌研究。

关键词： Google Earth 漓江流域水系特征信息提取控制因素