基于SRTM DEM的汾河流域特征提取研究*

郭力宇，吳錦忠

(西安科技大學(xué)測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,陜西西安　710054)

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·技術(shù)方法·

基于SRTM DEM的汾河流域特征提取研究*

郭力宇※，吳錦忠

(西安科技大學(xué)測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,陜西西安710054)

河流特征提取是流域生態(tài)恢復(fù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，是領(lǐng)域綜合利用和開發(fā)必要自然地理要素獲取的主要途徑。文章以基于SRTM DEM數(shù)據(jù)對汾河流域特征提取為主要研究內(nèi)容，主要涉及汾河流域范圍提取、汾河流域水系特征提取、劃分汾河流域子流域要素提取3個核心層次。利用ArcGIS水文模塊分析工具，通過對汾河流域的SRTM DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、填洼，水流定向的方法，提取出汾河流域地理要素特征； 再通過計算匯流累積量，確定集流閾值，提取河網(wǎng)等路徑，進(jìn)而提取出汾河流域水系特征、流域子流域劃分，以及進(jìn)行其他流域水文分析處理； 最后對提取精度進(jìn)行檢驗和分析。研究表明90m分辨率的SRTM DEM數(shù)據(jù)提取汾河流域特征精度可靠，構(gòu)建出基于SRTM DEM數(shù)據(jù)的流域特征提取的優(yōu)化路徑和方案，具有省時高效的優(yōu)勢，對于水資源的勘察、評價、管理，流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)和區(qū)域農(nóng)業(yè)資源調(diào)查等方面都具有重要價值，對數(shù)字流域建設(shè)具有極強(qiáng)的借鑒作用。

SRTM DEMArcGIS水文模型填洼汾河流域

0　引言

地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)具有對區(qū)域地理數(shù)據(jù)采集及空間分析的優(yōu)勢，可為集約農(nóng)業(yè)、連片規(guī)模農(nóng)業(yè)提供基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，并已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查等領(lǐng)域[1]。其中基于DEM模型和大流域水文模型構(gòu)建的流域特征提取對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局、農(nóng)業(yè)資源保護(hù)、農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)防、流域生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)等領(lǐng)域有著重要的支撐作用和指導(dǎo)意義[2]。

DEM在一定程度上替代了傳統(tǒng)的等高線在地形圖中的作用，它包含著豐富的地形、地貌、水文信息，能夠反映各種分辨率的地形特征，提取出地表形態(tài)信息，在農(nóng)業(yè)、測繪、地質(zhì)、規(guī)劃等諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用[3]。流域特征是重要的基礎(chǔ)地理要素之一，對于水資源管理，流域整體規(guī)劃，水利水電開發(fā)利用，防洪抗旱，灌溉等都有十分重要的意義[4]。利用DEM進(jìn)行流域地形地貌分析起步較早，而隨著數(shù)字流域的建設(shè)，特別是分布式水文模型的建立，使流域特征提取研究成為重點(diǎn)[5]。傳統(tǒng)的流域水系獲取方法是野外測量或者通過測量和分析地形圖，這兩種方法需要花費(fèi)大量的人力、物力、財力，不僅過程復(fù)雜，而且保存和更新都比較困難，GIS與RS技術(shù)的發(fā)展極大地促進(jìn)了數(shù)字水文的發(fā)展，使快速提取流域水文特征成為可能[6]。

文章以山西汾河流域為研究對象，通過使用ArcGIS水文分析模塊(Hydrology)處理SRTM DEM數(shù)據(jù)，提取出汾河流域，再提取出汾河流域水系特征，最后劃分子流域； 通過提取精度分析，判斷利用SRTM DEM數(shù)據(jù)提取較大流域特征方面的可用性、精確性，以及存在的問題，探討基于SRTM DEM數(shù)據(jù)的較大流域水文要素特征提取的優(yōu)化路徑方案。

1　研究區(qū)概況與方法

1.1研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1.1研究區(qū)概況

(1)從旅游業(yè)發(fā)展實(shí)力來看，安徽省16個地級市中，旅游業(yè)發(fā)展綜合實(shí)力高于全省平均水平的有5個，依次是合肥市、蕪湖市、安慶市、滁州市和黃山市，其他城市旅游業(yè)發(fā)展實(shí)力均低于全省平均水平．

汾河是山西的母親河，可是近十幾年來汾河水質(zhì)惡化，水量銳減，水資源不合理開發(fā)和利用問題日益突出[9]。通過對汾河流域水文特征提取研究，為汾河流域分布式水文模型建立提供參考數(shù)據(jù)，此外，對于汾河流域水資源管理，沿河流域生態(tài)環(huán)境研究，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究，以及汾河流域歷史地理研究都有重要的參考價值。

該文的研究對象是汾河流域，是山西省境內(nèi)的汾河從發(fā)源地到匯入黃河流經(jīng)的區(qū)域，是中華民族的發(fā)祥地之一[7]。汾河是黃河的第二大支流，也是縱貫山西中北部，中部和南部的第一大河。汾河全長695km，流經(jīng)6個地市， 34個縣市。汾河流域位于黃土高原，地勢北高南低，特殊的地形地貌把汾河干流分成上游、中游、下游三部分：河源至太原市尖草坪區(qū)蘭村區(qū)間為上游段，長217km； 太原蘭村至洪洞縣石灘為中游，長266.9km； 洪洞縣石灘至入黃口為下游，長210.5km。汾河主要支流有嵐河、瀟河、文峪河、昌源河、洪安澗河、澮河等。汾河流域面積3.947 1萬km2，約占山西省面積的1/4，養(yǎng)育了山西省41%的人民，工業(yè)產(chǎn)值占山西省的46%，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占山西省的64%，年取水量占山西省水資源利用量的46%[8]。

1.1.2數(shù)據(jù)來源

(1)SRTM DEM數(shù)據(jù)來源

該文采用DEM數(shù)據(jù)是SRTM DEM V4 90m分辨率數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)是由美國國家航空航天局(NASA)和國家空間信息情報局(NGA)制作，該數(shù)據(jù)2003年開始發(fā)布，經(jīng)過多次修訂，目前的版本是V4。該版本是由國際熱帶農(nóng)業(yè)中心(CIAT)利用新的插值算法得到的DEM數(shù)據(jù)，此方法更好地填補(bǔ)了數(shù)據(jù)空洞[10]。SRTM DEM有兩種分辨率的數(shù)據(jù)，一種為30m分辨率，僅限美國本土使用； 另一種是90m分辨率，它對全球開放，該數(shù)據(jù)發(fā)布在CGIAR-CSI的網(wǎng)站(http：//srtm.csi.cgiar.org/)，可以很方便地下載使用。該數(shù)據(jù)的平面基準(zhǔn)是WGS84，高程基準(zhǔn)是EGM96，標(biāo)稱平面精度是±20m，標(biāo)稱高程精度是±16m。CGIAR-CSI均以5°×5°為一圖幅組織數(shù)據(jù)，各圖幅之間數(shù)據(jù)都是無縫拼接[6]。

對“李約瑟問題”的探討，其實(shí)還有一個被忽視了的意義，那就是：它啟發(fā)我們，不僅要對中國科學(xué)技術(shù)在其社會文化背景下發(fā)生與發(fā)展的歷史加以反思，而且更重要的是，將有可能在深入探討的過程中，為未來中國科技文化與西方科技文化的交流與互動，提供一條可供參考的方向與途徑。因此，有必要在此討論一下“西學(xué)東漸”與“東學(xué)西漸”的關(guān)系及其發(fā)展態(tài)勢問題。

圖1　基于SRTM DEM的流域特征提取流程

(2)其他數(shù)據(jù)來源

選取比例尺為1： 175萬的汾河流域水系圖*資料來源：山西省水利廳，汾河志。太原：山西人民出版社，2006。為對比對象，對流域特征提取的準(zhǔn)確度進(jìn)行判別。

提到經(jīng)典的形象必然會讓人們想到他們典型的特征。經(jīng)典形象是后現(xiàn)代小說中常用的戲擬對象，后現(xiàn)代派小說家們對經(jīng)典作品中的人物改頭換面，將他們置身于現(xiàn)實(shí)社會中，讓他們過著普通人的生活，使這些經(jīng)典的形象打上了后現(xiàn)代小說的烙印。以索爾·貝婁的《赫索格》為例，貝婁以耶和華的仆人摩西為原型塑造了赫索格這一形象來揭示社會現(xiàn)實(shí)，摩西為了讓以色列人過上幸福、不被壓迫的生活，經(jīng)過四十年的漂泊，最終，他率領(lǐng)他們來到迦南邊境，在完成他的使命后死在了摩耶地。而赫索格的不懈努力不但沒有得到肯定，反而招來了無數(shù)的譏諷與嘲笑。

從CGIAR-CSI網(wǎng)站上下載的覆蓋山西省的3幅SRTM DEM數(shù)據(jù)，下載格式是geotiff，用ArcGIS中Mosaic to New Raster工具把DEM數(shù)據(jù)拼接成一幅數(shù)據(jù)。拼接后的DEM進(jìn)行投影變換，選擇正軸等面積割圓錐投影(Albers)，自定義雙標(biāo)準(zhǔn)緯線定義為25°N和47°N，中央子午線定義為111°E，基準(zhǔn)面選擇GCS_Krasovsky_1940。單元格的實(shí)際分辨率是84m，用Resample工具重采樣，使單元格的分辨率為90m。現(xiàn)有汾河流域水系圖定義成與變換DEM完全相同的投影和坐標(biāo)系，再對該圖進(jìn)行配準(zhǔn)操作。使DEM數(shù)據(jù)和和現(xiàn)有的水系圖有相同的地理基礎(chǔ)，并且可以精確匹配。用配準(zhǔn)的山西省地圖裁切拼接好的SRTM DEM數(shù)據(jù)，就得到山西省范圍的DEM數(shù)據(jù)。

匯流累積量柵格數(shù)據(jù)表示區(qū)域地表每點(diǎn)的流水累積量。匯流累積量的基本思想是：以規(guī)則格網(wǎng)DEM中每個格網(wǎng)處有一單位的水量，按照自然水流從高到低的自然規(guī)律，結(jié)合水流方向柵格數(shù)據(jù)，計算出每個柵格流過的水量數(shù)值，就可以得到該區(qū)域的匯流累積量。這個計算過程是通過流向柵格圖搜索水流路徑，采用遞歸式運(yùn)算，從流域出口開始遞歸搜索，計算出每1個柵格單元的上游匯水面積，即得到匯流柵格圖，由于假定每個柵格落下1個單位的水量，所以匯水面積值是用柵格數(shù)目表示的?；谒鞣较虻膮R流累積量計算過程見圖5[11]。

2　基于SRTM DEM的汾河流域特征提取

2.1數(shù)據(jù)預(yù)處理

利用ArcGIS水文分析工具(Hydrology)提取汾河流域特征，需要對DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行填洼處理，得到無洼地的DEM； 基于無洼地的DEM，計算出每個柵格的水流方向，得到流向柵格矩陣； 基于流向柵格矩陣，一方面，提取出流域柵格圖，進(jìn)而從中分離出汾河流域； 另一方面，計算各個柵格的匯流累積量，并通過設(shè)定不同的集流閾值，提取出柵格河網(wǎng)并轉(zhuǎn)化成矢量河網(wǎng)； 利用已有的水系圖與提取出的矢量河網(wǎng)作對比，通過反復(fù)試驗確定一個合理閾值，提取出一個最符合實(shí)際的河網(wǎng)水系； 最后劃分子流域(圖1)。

2.2汾河流域提取

汾河流域提取就是要從山西省DEM數(shù)據(jù)中提取出汾河流域范圍，也就是汾河流域的流域盆地。流域盆地是由分水嶺分割而成的匯水區(qū)域，可以利用水流方向確定出所有相互連接并且處于同一流域盆地的柵格區(qū)域[11]。

1.3檢測方法 我們根據(jù)《中醫(yī)婦科學(xué)》相關(guān)的診斷標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行診斷,顯效:患者的中醫(yī)證候評分降低超過80%,月經(jīng)量不超過100ml;有效:患者中醫(yī)證候評分降低超過60%,月經(jīng)量減少一半;無效:患者的中醫(yī)證候評分減少超過60%,經(jīng)量無改善。有效率=(顯效+有效)例數(shù)/總例數(shù)×100%。

迪慶供電局啟動三級響應(yīng)，調(diào)動人力、物力和財力投入搶修復(fù)電行動當(dāng)中。為預(yù)防觸電的次生災(zāi)害，迪慶供電局主動停運(yùn)2條10kV主干線、4條10kV分支線。按應(yīng)急響應(yīng)通知單要求，迪慶開發(fā)區(qū)供電分局在確定轄區(qū)內(nèi)安置點(diǎn)的的數(shù)量及具體位置后，分局所有值班人員分成七個小組，每個小組分別由5人組成，主要負(fù)責(zé)相應(yīng)安置點(diǎn)的每頂帳篷的布線通電工作。開發(fā)區(qū)分局設(shè)置三個水位觀測點(diǎn)，分別為里仁、新仁及開發(fā)區(qū)水文觀測點(diǎn)，每兩個小時報告水位情況。

2.2.1水流方向計算

1.2研究方法

圖2　水流方向編碼

水流方向計算就是要確定DEM中每一個柵格的水流方向，在ArcGIS中水流方向是采用的D8單流向最陡坡度算法來計算的。D8算法就是比較一個柵格與周圍相鄰的8個柵格的坡度間的大小，取坡度最大的兩個柵格的方向定為中心柵格的水流方向。D8算法將自然狀態(tài)下的水流的方向概括為8個可能的方向，用1， 2， 4， 8， 16， 32， 64， 128這8個1～255的數(shù)值分別表示東，東南，南，西南，西，西北，北，東北八個方向，即每一個柵格的流向都指向相鄰柵格的中心[12]。柵格方向編碼如圖2所示。

通過水流方向計算的目的是判斷原始DEM數(shù)據(jù)是否存在洼地，如果存在洼地，則計算水流方向生成的流向柵格數(shù)據(jù)的方向值會存在介于1～255之間的其他整數(shù)值； 如果沒有洼地，則方向值只有圖2所示的8個可能值，且DEM無需再進(jìn)行填洼處理。

2.2.2填洼

DEM數(shù)據(jù)誤差或者在真實(shí)地形中存在，使得DEM表面存在著一些凹陷或者尖峰，這會使水流方向提取產(chǎn)生誤差，進(jìn)而影響后續(xù)對河網(wǎng)的提取，會導(dǎo)致偽河道的產(chǎn)生[13]。通過水流方向計算結(jié)果即可確定有洼地，且認(rèn)為所有類型洼地均需要填充，不使用閾值來限定填充范圍，系統(tǒng)將所有的洼地填平。

2.2.3再次計算水流方向

對于流變的研究不同于一般的區(qū)劃討論，其更具變化、生長的動態(tài)要素特征。無論是從歷史角度來講還是考慮到不同地域之間的相互交流學(xué)習(xí)，都是一個不斷演進(jìn)的過程，用固態(tài)的模式得出的結(jié)論勢必?zé)o法扎根。為此，探討鄉(xiāng)土建筑可能的傳播學(xué)路徑，有利于豐富對鄉(xiāng)土營造的演變理解。

填洼處理后，通過再次做基于填洼后的DEM水流方向計算，得到的新的水流方向數(shù)據(jù)顯示只有D8算法中規(guī)定的8個方向，即填洼后的DEM已無洼地。

2.2.4流域提取

以上一步得到的流向柵格數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用Basin工具可以得到山西省范圍內(nèi)的流域信息，提取出山西省范圍內(nèi)的流域柵格圖。

2.2.5精度分析

把柵格圖轉(zhuǎn)化成矢量圖，并用Select工具提取出汾河流域部分。得到的汾河流域矢量圖如3所示。通過疊加現(xiàn)有的汾河流域圖與提取的汾河流域圖，觀察其邊界，形狀，基本吻合，如圖4所示。汾河流域面積為3.9471萬km2，提取出的汾河流域面積為3.930 7萬km2，提取出的汾河流域的面積與實(shí)際面積相對誤差僅有0.415%。顯示通過SRTM DEM提取流域面積可行，精度可信。

圖3　提取出的汾河流域矢量　　　　　圖4　汾河流域提取圖與現(xiàn)有圖比較

圖5　匯流累積量計算示意

2.3汾河流域水系提取

2.3.1計算匯流累積量

1.1.3 節(jié)瘟。常在抽穗后發(fā)生，初在稻節(jié)上產(chǎn)生褐色小點(diǎn)，后漸繞節(jié)擴(kuò)展，使病部變黑，病節(jié)干縮凹陷，易折斷。潮濕時生灰色霉?fàn)钗铮追Q爛骨節(jié)。

因為匯流累積量是河道認(rèn)定的門檻標(biāo)準(zhǔn)，累積量越大的地方越容易形成地表徑流，所以通過計算匯流累積量，可以方便下一步設(shè)定閾值和提取河網(wǎng)。利用ArcGIS Hydrology下的Flow Accumulation工具處理填充后的流向柵格圖，生成的匯流累計柵格圖(局部)(圖6)。

2.3.2設(shè)定閾值

貝葉斯投票是根據(jù)每個基分類器的歷史分類表現(xiàn)通過貝葉斯定理賦予不同的權(quán)重，根據(jù)各基分類器的權(quán)重進(jìn)行投票[38]。由于不能覆蓋各基分類器的所有樣本空間，且不能正確給出各基分類器的先驗概率，貝葉斯投票的效能不及普通投票方式[39]。

通過設(shè)定集流閾值可以提取出河道，在集流閾值柵格圖中凡是匯流量大于等于集流閾值的柵格屬性值被設(shè)為1，即這些柵格被定義為河道； 小于閾值的柵格屬性設(shè)置為無數(shù)據(jù)(NODATA)，對應(yīng)的區(qū)域為非河道區(qū)域。通過不斷試驗，提取結(jié)果與現(xiàn)有的水系圖疊加對比，最終取閾值為6000，提取出的柵格水系圖與現(xiàn)有的1： 175萬汾河流域水系圖比較吻合(圖7)。

圖6　匯流累計柵格(局部)　　　　　　　　　　　　　　　圖7　柵格水系(局部)

2.3.3提取河網(wǎng)

目前，我國對北極的研究相對滯后，更多還關(guān)注在自然科學(xué)方面，我國1999年才啟動北極考察，比南極考察晚了整整14年，隨著北極發(fā)生重大變化，中國對北極的研究短板凸顯。

2.3.4河網(wǎng)分級

在ArcGIS水文分析中，提供兩種常用的河網(wǎng)分級方法：strahler和shreve分級(圖9)[11]，該文采用常用的strahler分級方法。通過水文分析工具集下的Stream Order處理，輸出結(jié)果即為河網(wǎng)分級圖(圖10)，該圖為柵格圖。

圖8　提取的汾河流域水系　　　　　　　　　　　　　　　圖9　Strahler分級和Shreve分級

2.3.5水系提取精度分析

通過不斷試驗不同的集流閾值，確定閾值為6000時形成的河網(wǎng)與現(xiàn)有的比例尺為1： 175萬的汾河流域水系圖吻合的較好。提取出的矢量河網(wǎng)與現(xiàn)有水系圖疊置顯示，發(fā)現(xiàn)汾河干流基本吻合，各主要支流的主河道也重合較好。但是，支流的長度與實(shí)際往往有偏差； 此外，產(chǎn)生了長度較短，實(shí)際不存在的一級偽河道； 部分提取出的水系是時令河的河道； 提取出的水系中幾乎沒有長度較長但實(shí)際不存在的河道。

圖10　提取的汾河流域水系分級

由此可見，通過SRTM DEM數(shù)據(jù)提取汾河流域河網(wǎng)信息，提取出的河道在主河道有較高的提取精度； 誤差在于有部分實(shí)際不存在的一級偽河道，部分支流長度與實(shí)際有差距。這可以通過與地形圖疊加對比分辨出提取出的河道的屬性，并進(jìn)行一定的編輯，可使河網(wǎng)最大限度地與實(shí)際情況相符。因此，利用SRTM DEM數(shù)據(jù)提取汾河流域水系信息有較高的可靠性。

提取河網(wǎng)就是利用上一步確定的閾值，先提取柵格河網(wǎng)圖，再轉(zhuǎn)變?yōu)槭噶亢泳W(wǎng)圖的過程(圖8)。

信息化教學(xué)突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式的時空限制，學(xué)生可以借助學(xué)習(xí)平臺、微信公眾號、在線考試系統(tǒng)等進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流，充分利用信息化技術(shù)的交互功能，隨時隨地預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)各種學(xué)習(xí)資源，最大限度地實(shí)行個性化學(xué)習(xí)，保證了聽說能力的培養(yǎng)，必然成為英語學(xué)習(xí)和德育教育的先進(jìn)手段。

2.4子流域劃分

2.4.1重設(shè)閾值生成柵格河網(wǎng)

為了方便研究較大的汾河子流域提取的精度，需要重新設(shè)一個較大的集流閾值，使提取出的河網(wǎng)較少，經(jīng)過試驗，確定閾值設(shè)為4萬時提取的汾河流域各主要支流較為簡潔。

2.4.2匯水區(qū)出水口的確定

水文分析中要對更小的流域單元進(jìn)行分析，因此需要對流域進(jìn)行分割。流域的分割首先要確定小級別流域的出水口的位置，通過Spatial Analyst Tools工具箱里，Hydrology工具集中的Snap Pour Point工具尋找。

2.4.3子集水區(qū)域的生成

腦膜瘤是一種起源于腦膜與腦膜間隙的衍生物，一般認(rèn)為蛛網(wǎng)膜細(xì)胞分裂速度較慢，而在病毒感染、放射性照射、顱腦外傷及合并雙側(cè)聽神經(jīng)瘤等因素的影響下，能夠加快細(xì)胞的分裂速度，繼而導(dǎo)致細(xì)胞變性，造成腦膜瘤。目前，腦膜瘤主要采用外科手術(shù)治療，然而術(shù)后腦積水、腦水腫等并發(fā)癥給患者預(yù)后帶來嚴(yán)重的影響[1-2]。臨床上主要采用營養(yǎng)神經(jīng)、滲透性脫水等方法改善腦膜留術(shù)后神經(jīng)功能與腦水腫，但臨床收效仍有所欠缺[3-4]。因此，探尋一種有效的輔助性治療手段保證腦膜瘤患者的術(shù)后康復(fù)質(zhì)量十分必要。2012年1月—2018年3月我院對34例腦膜瘤手術(shù)患者應(yīng)用了高壓氧輔助治療，臨床取得了滿意的效果，現(xiàn)將研究結(jié)果報告如下。

為生成子集水區(qū)域，應(yīng)先確定出水點(diǎn)，即該集水區(qū)域的最低點(diǎn)，然后結(jié)合水流方向，分析搜索出該點(diǎn)上游所有流過該出水點(diǎn)的柵格，一直搜索到分水嶺位置。通過Hydrology工具集中的Watershed工具，處理水流方向數(shù)據(jù)和出水口數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)即為子集水區(qū)，生成的圖為子流域柵格圖(圖11)，轉(zhuǎn)變成矢量圖(圖12)。

圖11　汾河流域子流域柵格圖　　　　　　　　　　　　　圖12　汾河流域子流域矢量圖

表1　汾河流域子流域面積提取精度

2.4.4子流域面積提取及精度分析

通過統(tǒng)計汾河各較大支流的流域面積，并與實(shí)際面積值比較，從而進(jìn)一步分析基于SRTM DEM的流域特征提取的精度。利用提取的河網(wǎng)圖，河流分級圖，以及有關(guān)的流域地形特征，對于不同的子流域進(jìn)行編號，用Generalization工具集下的Dissolve工具融合編號，通過屬性表查看提取的各流域面積。該文取其中有代表性的3條支流比較(表1)。

對方是一個女人，聲音雖然也甜，但顯得猛，反問她：你是誰？皇甫一蘭一愣，心想她打電話給我卻問我是誰，打錯了吧。皇甫一蘭畢竟是淑女，有教養(yǎng)，再加上在服務(wù)行業(yè)工作訓(xùn)練有素，于是禮貌而客氣地說：我是皇甫一蘭。對方陰冷的聲音似乎從牙縫擠進(jìn)了她的耳鼓：我說你是婊子、騷狐貍、害人精，聲音這么嗲，難道就是為了勾男人魂、喝男人血、吸男人精，讓男人包二奶、養(yǎng)小三的？你這個人人可上的公交車，省省吧，叫你男人把你的責(zé)任田種好就行了，別再像大集體時大伙都能耕種幾镢頭。啪！手機(jī)掛了。

從表中可以看到這3個子流域的面積與實(shí)際面積之間的相對誤差較小，可以推斷其他各子流域的提取精度與其相差不大，因此也可以進(jìn)一步確定用SRTM DEM數(shù)據(jù)提取流域水系特征的可靠性。

3　結(jié)論

通過使用ArcGIS水文分析模型(Hydrology)對SRTM DEM 90m分辨率的DEM數(shù)據(jù)在汾河流域水文特征提取方面的應(yīng)用，提取的汾河流域范圍、形狀和面積與實(shí)際情況十分吻合，有較高的提取精度； 當(dāng)設(shè)定閾值為6000時提取的汾河流域河網(wǎng)圖與現(xiàn)有比例尺為1： 175萬的汾河流域水系圖能夠很好地匹配，提取精度能夠達(dá)到使用要求； 在部分汾河支流流域提取中，通過計算流域面積提取精度，也可確定提取結(jié)果較為可靠。

這太陽還毒著呢，能有個屁雨。我沒看出來有雨。不像你說的，我咋亂睡女人了？肚臍眼放屁沒影的事，叔是不是把我當(dāng)瞎包孩子啦？你老人家總是隔著門縫看人，不就是八萬塊錢嗎？我心里有數(shù)，我還你。

文章基于SRTM DEM 90m分辨率的DEM數(shù)據(jù)提取出汾河流域范圍、水系特征及子流域，建立基于SRTM DEM數(shù)據(jù)的較大流域地理要素特征提取優(yōu)化路徑方案，這為較大流域地理要素快速、高效地提取提出新的方法和途徑，同時對推動流域生態(tài)建設(shè)、促進(jìn)農(nóng)業(yè)資源合理利用等具有重要的作用和價值。

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STUDY OF FEATURE EXTRACTION OF FENHE RIVER BASIN BASED ON SRTM DEM*

Guo Liyu※，Wu Jinzhong

(College of Geomatics，Xi′an University of Science and Technology，Xi′an 710054，China)

River basin feature extraction provides a basic data for the recovery of ecological and agricultural production activities, and is a key way to get the river′s physical geographical elements for the river basin comprehensive utilization and development. This paper mainly studied the feature extraction of Fenhe river basin, which included the scope, the valleys, and the sub-streambased on SRTM DEM. First, the basin data was extracted by using ArcGIS Hydrology characteristics after dealing with the SRTM DEM data, filling pools and directing flow. Second, the watershed system and substream were extracted by calculating concentration accumulation, determining the threshold of flow, and extracting river network of Fenhe. Lastly, the accuracy of extraction was tested. The results showed that the accuracy of Fenhe basin extracted by the 90 meters resolution image of SRTM DEM data was practicable. The optimization plan and path for the basin feature extraction was effective. The results can provide a reference for the construction of the digital watershed, investigation, evaluation and management of water resources, as well as the protection of the river basin ecological environment.

SRTM DEM; ArcGIS; hydrology model; filling pools; Fenhe Basin

10.7621/cjarrp.1005-9121.20160601

2015-06-10

郭力宇(1963—)，男，陜西臨潼人，副教授。研究方向：自然地理學(xué)。Email： 332781731@qq.com

國家自然科學(xué)基金“流域土地利用/覆被變化對干旱的影響評價及綜合調(diào)控研究”(51409204)

P208; P333.9; TV212.5

A

1005-9121[2016]06-0001-07

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