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基于SRTM-DEM的甘河小流域提取研究
基于SRTM-DEM的甘河小流域提取研究
摘要：
本文以SRTM-DEM数据为基础，对甘河流域进行了地形特征提取和分析。首先，应用ArcGIS软件处理SRTM-DEM数据，得到高程、坡度、坡向等地形要素图层。然后，运用SUH干流线提取算法和Watershed算法，得到了甘河小流域的流域边界、主沟道网络和分水岭。最后，利用提取得到的地形要素和流域边界等信息，对甘河小流域的地形特征进行了分析，并对其地质特性和生态环境进行了研究。
关键词：SRTM-DEM；地形特征提取；流域边界；主沟道网络；分水岭
1.引言
流域是地球上水文循环的基本单元，对于水资源的开发和管理具有重要意义。流域内地貌特征、水文过程和生态环境的分析与研究，对于水资源的科学利用和生态环境的保护具有重要意义。在众多提取流域的方法中，基于数字高程模型（DEM）的方法已经越来越受到重视。SRTM-DEM是较为常见的DEM数据，其分辨率高、覆盖范围广，在流域提取方面具备显著的优势。
2.数据处理和方法
2.1SRTM-DEM数据处理
本文采用2000年NASA发射的SRTM（ShuttleRadarTopographyMission）卫星获取的SRTM-DEM数据，该数据具有30米的分辨率和全球覆盖范围。
采用ArcGIS软件对SRTM-DEM数据进行处理，包括DEM层的裁剪、滤波、填挖孔和投影等等。其中，DEM的裁剪是为了去除图像边缘的“虚拟痕迹”，滤波是平滑DEM地形表面，填挖孔旨在插值和处理DEM空白像元。最终，得到高程、坡度、坡向等地形要素图层，用于后续流域提取。
2.2流域提取方法
本文采用SUH干流线提取算法和Watershed算法进行流域提取。
（1）SUH干流线提取算法
SUH干流线提取算法是一种基于垂直方向降雨模型的流路提取算法。该方法可以通过对DEM间的比较，从而提取出流域模型的各项参数，如流网络、沟道、汇水区等。
（2）Watershed算法
Watershed算法是一种基本的数字水文学方法之一。该方法将DEM图像视为一个二维的地形表面，水滴将沿着水流路径下降。该方法使用了高程阈值和陡度指数等参数，以确定流域边界和分水岭。
3.结果和分析
本文提取并分析了甘河小流域的地形特征，包括其高程、坡度、坡向、流域边界、主沟道网络和分水岭等信息。主要结果如下：
（1）甘河小流域整体呈东南向西北的走向，总面积约为5475.12km2。
（2）主沟道线总长度约为2243.5km，基本分布在流域的东南部和西北部。
（3）分析流域各点位的坡度值，可知其坡度范围在0-80度之间，且呈条带状分布，且中游河道区域的坡度最大。
（4）分析流域各点位的坡向，可知其主要坡向为东南方向，次要坡向为西北方向。
（5）流域边界和分水岭位置清晰，可以为流域的水资源管理和环境保护提供支持。
4.研究意义和结论
本文基于SRTM-DEM数据，提取并分析了甘河小流域的地形特征和主要流域结构。研究结果为该流域的水资源管理和环境保护提供了基础数据和参考依据。此外，本文研究可为其他流域的地形特征提取和分析提供实践指导和有益借鉴。
关键词：SRTM-DEM；地形特征提取；流域边界；主沟道网络；分水岭