ArcGIS水文分析實戰教程(11)河流提取流程
本章導讀：河流是最基本的水文要素，基於DEM提取河流是最常見的操作。本章主要以河流提取流程作爲說明，以及提取的一些基本技巧，最終以ArcGIS ModelBuilder 製作成爲分析流程工具，方便直接調用。 BY 李遠祥
河流提取的基本流程
河流提取的基本流程如下
大概可以分爲 製作無凹陷DEM，流向分析，流量分析，針對流量進行過濾，進行河流鏈接，最後生成柵格河流，利用柵格河流矢量化工具轉換爲矢量河流。
其中無凹陷點DEM在 ArcGIS水文分析實戰教程（4）地形預處理 一文中已經做了詳細的論述，這裏不再說明。基於流量來劃分河流，這裏就涉及到閾值問題，多大的閾值才能生成河流？這是一個非常重要的問題。
關於閾值
條件函數工具非常簡單，但輸入的閾值就是一門學問了。每個區域能形成河流的閾值是不一樣的，所以不能一概而論；同時河流劃分的標準不一樣，也會影響閾值的設置。
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區域的影響
區域對閾值的影響是巨大的。例如適合於平原地區的閾值，用在丘陵地區就不適合了。所以，利用地形來地區河流，一般都是適用於一個特定的區域範圍。 -
常年降水的影響
雖然基於DEM的水文分析是不需要考慮具體的降雨情況的，但閾值的設置一般都會跟常年降雨情況有點關係。以廣東爲例子，珠三角地區降雨比較充沛，颱風多發，強對流天氣也有不少；而粵北山區降雨則比較少，颱風天氣一般影響不到該區域。所以，兩地如果基於同一個閾值去提取河流，顯然是不河流的。閾值對應的是區域的匯流量，也就是說有多少個柵格的流量匯入該區域。 -
河流劃分口徑
小河流和大江大河的提取顯然不一樣，支流和幹流的水量差別是很大的。如果是提取的是小支流，閾值肯定相對偏小，如果提取的是幹流，閾值要適當調大。
快速設置合理的閾值
閾值很多情況下都是需要作爲一個課題去研究，針對特定的區域的研究成果，就可以在這個區域中大規模使用。但大多數時候是缺乏這些研究成果的，那就需要採用一些特殊的手段，快速的獲取閾值，作爲一個比較河流的參考。
怎樣快速的獲取河流的閾值，那就是採用已有的一些河流作爲參考。例如在研究區域選擇一段符合研究的最低口徑的河流，將其加載到地形數據中。在ArcGIS軟件中利用繪圖工具，在該河流河源上繪製一個點，如下圖
然後通過識別工具，在該點處對流量柵格進行點選，在彈出框中顯示出該點的流量值，如下圖所示
那麼，這個值基本上就河流的閾值，可以作爲該地區在這種級別河流的提取的依據。
河流提取的建模過程
筆者利用ArcGIS Modelbuilder做了建模，下面是建模的流程截圖
其中最關鍵的部分是條件函數的設置，因爲此處需要用到閾值。筆者是新建了一個變量，用作自己定義閾值的輸入，如下圖所示
如果使用單個工具來實現，條件函數的設置應該是
該設置的作用是將流量大於10000個柵格像元的流量柵格結果提取出來，並賦值爲1 。這樣在生成柵格河流的時候就可以用作識別河流對象了。
流程中還用到一個工具，就是河流鏈接，其作用是將符合閾值的流量柵格串聯起來形成連續的河流。
最後來看看工具調用的效果，下面是工具的運行的參數設置
最終的執行結果如下圖，將流量柵格閾值大於10000的河流提取出來
總結
河流提取的過程其實不難，困難在於如果去定義提取的閾值。很多從事水利信息化工作的人員都很難快速去確定提取的閾值，因爲在此之前需要對該區域做一些研究和驗證的工作。筆者的這種方法純粹是一種比較取巧的方式。如果沒喲參考的河流數據，可能沒辦法準確的把握好這個閾值的設置。
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