應(yīng)用柵格操作方法。
成都創(chuàng)新互聯(lián)于2013年開始，是專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)公司，擁有項目成都做網(wǎng)站、網(wǎng)站制作、成都外貿(mào)網(wǎng)站建設(shè)網(wǎng)站策劃，項目實施與項目整合能力。我們以讓每一個夢想脫穎而出為使命，1280元達(dá)日做網(wǎng)站,已為上家服務(wù),為達(dá)日各地企業(yè)和個人服務(wù),聯(lián)系電話:028-86922220
GIS方法建立的模型，可以模擬北極多溫冰川的長時間序列變化。研究發(fā)現(xiàn)，GIS方法可以快速有效地獲取冰川的冰厚、主流線長度、冰川表面積和冰川體積，其中冰川體積的變化符合高次常函數(shù)變化規(guī)律；通過對比GIS方法與Elmer/Ice動力學(xué)方法模擬的結(jié)果，GIS方法對冰川體積的模擬，在十年至幾十年的尺度上可行。GIS方法模擬冰川變化，可以快速定量分析冰川未來一定年限內(nèi)的厚度、面積、體積、主流線長度等幾何參數(shù)，簡化了冰川變化分析研究的過程。
柵格河網(wǎng)矢量化工具使用的算法主要用于矢量化河流網(wǎng)絡(luò)或任何表示方向已知的柵格線性網(wǎng)絡(luò)的柵格。該工具使用方向柵格來幫助矢量化相交像元和相鄰像元，可將兩個值相同的相鄰柵格河網(wǎng)矢量化為兩條平行線。
答案是遙感（RS）是合理的。遙感是大尺度上獲取地表變化信息的有效手段， GIS是處理地理數(shù)據(jù)的工具，通常是二者結(jié)合起來使用。簡單來說吧，如果沒有RS獲取冰川進(jìn)退變化的信息，空有一個GIS平臺，也是無米之炊！
（1）芬蘭位于北半球的北極圈附近地區(qū)，它的北部位于北極圈以內(nèi)，因此芬蘭北部每年出現(xiàn)極夜現(xiàn)象；太陽活動是太陽發(fā)射出的太陽輻射在總量上的變化．它們的組成有周期性的變化，主要是11年的太陽周期（或是太陽黑子周期），并且有非周期的波動．因此北極光約每隔11年就特別明顯，這說明可能與太陽活動有關(guān)；
（2）挪威沿海幽深曲折的峽灣和芬蘭成千上萬的湖泊的形成原因主要是冰川作用；地理資訊系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是一門綜合性學(xué)科，結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)；要監(jiān)測芬蘭湖泊水域面積的大小及其變化情況，可以采用的地理信息技術(shù)有GIS；
（3）工業(yè)分布決定于交通、資源等多種因素，芬蘭森林工業(yè)分布南部的沿海、鐵路沿線地區(qū)，因為南部緯度位置較低，氣候溫和；海運和鐵路運輸便利；靠近歐洲市場
（4）讀圖2可知，芬蘭形成一條涵蓋森林種植和管理、森林工業(yè)、運輸和科教等服務(wù)業(yè)的完整森林產(chǎn)業(yè)鏈；它的優(yōu)點是：便于企業(yè)間交流與協(xié)作，提高企業(yè)創(chuàng)新能力；
縮短運輸距離，降低生產(chǎn)成本，獲得規(guī)模效益；縮短運輸距離，降低生產(chǎn)成本，獲得規(guī)模效益；縮短運輸距離，降低生產(chǎn)成本，獲得規(guī)模效益等；
故答案為：
（1）極夜??太陽活動；
（2）冰川；GIS；
（3）南部的沿海、鐵路沿線地區(qū)；南部緯度位置較低，氣候溫和；海運和鐵路運輸便利；靠近歐洲市場；
（4）形成一條涵蓋森林種植和管理、森林工業(yè)、運輸和科教等服務(wù)業(yè)的完整森林產(chǎn)業(yè)鏈；便于企業(yè)間交流與協(xié)作，提高企業(yè)創(chuàng)新能力；縮短運輸距離，降低生產(chǎn)成本，獲得規(guī)模效益；技術(shù)先進(jìn)，清潔生產(chǎn)．
本章導(dǎo)讀：ArcGIS的水文分析工具是基于DEM進(jìn)行地表水流動的模擬，其本身不涉及到精確數(shù)值的水流流量。在形成徑流的過程中考慮的全是地形因素，D8單流向算法決定了其必須針對無凹陷的DEM數(shù)據(jù)才能正確的分析出結(jié)果。在上一章中筆者已經(jīng)就如何制作適合于ArcGIS水文分析的DEM數(shù)據(jù)。在本章中筆者將會介紹如何針對已有的DEM進(jìn)行預(yù)處理，制作出適合水文分析的無凹陷DEM數(shù)據(jù)。
在ArcGIS原生的水文分析工具中包含兩個常用的地形分析工具：匯、填洼。
###匯
匯是指流向柵格中流向無法被賦予八個有效值之一的一個或一組空間連接像元。匯被視為具有未定義的流向，并被賦予等于其可能方向總和的值。例如，如果最陡下落及其產(chǎn)生的流向都是向右 (1) 和向左 (16)，則會分配值 17 作為該像元的流向。
在介紹ArcGIS流向分析算法的時候那個流向九宮格其定義是2的n次方，所以，通過匯的計算之后形成的柵格數(shù)據(jù)，可以通過其值反演出匯所在的方位。對于分析人員來說沒什么作用，但對于后續(xù)編寫程序的人員去改進(jìn)水文分析是非常重要的。
這一段話中包含了非常大的信息量：
1、產(chǎn)生匯的主要原因之一就是DEM數(shù)據(jù)制作的時候采樣效果和高程值設(shè)置為整數(shù)時導(dǎo)致的。這就是筆者在上一章中詳細(xì)介紹制作適合于水文分析的DEM的原因。有些參數(shù)的設(shè)置在測繪行業(yè)上生成DEM基本上是無所謂的，但對水文分析來說就非常重要的。如果還有一些疑問，可以翻看上一章《ArcGIS水文分析實戰(zhàn)教程（3）DEM數(shù)據(jù)準(zhǔn)備》。如果能在DEM制作一環(huán)上已經(jīng)對DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，那是效果最好的。
2、冰川和喀斯特地形不適合使用ArcGIS水文分析。這主要是D8算法的原因。
3、像元大小小于10米的DEM數(shù)據(jù)很少自然產(chǎn)生匯。如果這種精度的數(shù)據(jù)都產(chǎn)生了匯，一定要檢查這些匯是不是在現(xiàn)實中存在，通過疊加一些地形數(shù)據(jù)可以對比查看。否則就是數(shù)據(jù)中存在一些致命的錯誤。
4、像元大小增大，匯也隨之增加。所以精度太差的數(shù)據(jù)其實是不適合于做小河流或小流域的分析，因為匯的大量存在基本上上會導(dǎo)致一部分的徑流斷流，由于匯入大江大河的徑流會比較多，所以，針對一定級別的河流，還是具有參考價值。
以下是匯的剖面圖
由于匯的地勢都低于周邊8個區(qū)域，所以水流都會匯入其中，導(dǎo)致徑流最終斷流。但現(xiàn)實中就算出現(xiàn)一些小的洼地，只要降水充足，這些洼地都會被填平，填滿后徑流將會繼續(xù)往外流出。所以，D8算法就是假設(shè)有無限的降水，雨水不斷的在地表形成徑流。
###填洼
填平匯的過程就是填洼。ArcGIS中的填洼工具，使用與焦點流、流向、匯、分水嶺和區(qū)域填充等工具等效的功能來定位和填充匯。該工具的執(zhí)行過程會進(jìn)行迭代，直到指定 z 限制內(nèi)的所有匯均填充完畢。在填充匯的同時，可能會在填充區(qū)域的邊界處創(chuàng)建其他匯，這些匯將在下個迭代中移除。
接下來看看填洼工具的一些參數(shù)，如下圖
填洼工具必填的兩個參數(shù)，其一是DEM，這個DEM有可能是原始的DEM，還有可能是經(jīng)過填洼之后還發(fā)現(xiàn)匯的DEM（也就是n次填洼后的DEM），其二是輸出的路徑。關(guān)于Z值限制，是個可選項，估計大部分人都看不懂這個可選項到底代表什么意思，到底怎么設(shè)置。這個Z值限制在下面再做介紹。
先來看一張非常經(jīng)典的水分分析的流程圖，這張圖似乎被引用過無數(shù)次，但大部分人只是做了一個單向的操作。如下圖
這張流程圖左邊部分是制作無凹陷點DEM數(shù)據(jù)的流程。這個過程其實是一個循環(huán)的過程，不斷的填洼并重新判斷是否存在匯，如果還存在匯，則繼續(xù)填洼，直到出現(xiàn)無凹陷點DEM。從圖上來看，這最起碼是個多次填洼的過程，而大部分人的做法就是不管匯是否存在，做一次填洼后再進(jìn)行后續(xù)的水文分析。
精確填洼
直接使用填洼工具對DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行填洼，不管匯的情況，確實可以形成無凹陷點的DEM。但前面也提及到，如果只是負(fù)責(zé)填，但不是精確的填，大量的凹陷點被填平（這些凹陷點不一定就都是匯），會導(dǎo)致徑流的線形形狀與實際不符，在彎曲細(xì)節(jié)等會存在一定的損失。所以，如果水文分析人員要研究非常準(zhǔn)確的地形與河流的關(guān)系，而不是單純的河網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系，精確填洼就非常重要了。
不管是網(wǎng)上關(guān)于ArcGIS水文分析的教程還是ArcGIS官方的幫助，都沒有具體說明使用【匯】工具之后找到匯后作什么樣的處理。大部分人的處理更是簡單粗暴，有匯即填洼，也不管具體哪里需要怎么填洼，填洼完之后直接進(jìn)入分析環(huán)節(jié)。
筆者花了不少時間來研究其匯和填洼的原理，總結(jié)出以下步驟：
1、尋找匯
尋找匯相對來說比較簡單，先通過DEM計算流向，然后直接使用【匯】工具進(jìn)行查找，最終匯得出匯的柵格數(shù)據(jù)，如下圖，使用的是ArcGIS spatial中自帶的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
圖上疊加了第一次查找匯的柵格，發(fā)亮部分的點就是凹陷點，如果放大一點顯示，那么可以清楚看到其像元形狀，如下圖
計算出Z值限制
z 限制指定凹陷點深度和傾瀉點間的最大允許差值并確定要填充的凹陷點和保持不變的凹陷點。z 限制并非要填充的最大深度。
從描述來看，Z值限制要做的事情就是確保填洼工具不要一刀切，不要把所有的低洼點都填充，因為有些不是真的凹陷點；另一作用就是符合條件的洼地都會被指定填充。
例如，假設(shè)一個凹陷點區(qū)域中傾瀉點的高程為 210 英尺，凹陷點的最深點為 204 英尺（相差 6 英尺）。如果將 z 限制設(shè)置為 8，則會填充該特殊凹陷點。但是，如果將 z 限制設(shè)置為 4，則不會填充該凹陷點，因為該凹陷點的深度超過該限制值，將其視為有效凹陷點。
填洼
填洼是地形處理中必不可少的一環(huán)。如果按照工具論，直接使用ArcGIS的填洼工具的默認(rèn)配置，可以對DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行無限量的填洼。但筆者不推薦這種方式，而且Esri也不推薦。
正確的填洼流程應(yīng)該是先要計算出Z值限制，然后根據(jù)一個或者一組Z值限制進(jìn)行精確填洼。關(guān)于Z值限制前面已經(jīng)說得很清楚，在這個閾值范圍內(nèi)匯才會被填充。那么Z值限制怎么計算出來呢？在【匯】的原理里面，幫助有具體提及到，但都是使用arcpy腳本的形式進(jìn)行計算。以下引用ArcGIS幫助的Z值計算流程：
使用匯創(chuàng)建通過深度進(jìn)行編碼的匯的柵格。
輸入流向柵格數(shù)據(jù)：flowdir
輸出柵格：匯點
使用分水嶺為每個匯創(chuàng)建匯流區(qū)域柵格。
輸入流向柵格數(shù)據(jù)：flowdir
輸入柵格數(shù)據(jù)或要素類傾瀉點數(shù)據(jù)：匯點
輸出柵格：sink_areas
將分區(qū)統(tǒng)計與最小值統(tǒng)計數(shù)據(jù)結(jié)合使用，以在每個匯的分水嶺中創(chuàng)建最小高程的柵格。
輸入柵格數(shù)據(jù)或要素區(qū)域數(shù)據(jù)：sink_areas
區(qū)域字段：值
輸入賦值柵格：高程
輸出柵格：sink_min
統(tǒng)計類型：MINIMUM
使用區(qū)域填充在每個匯的分水嶺中創(chuàng)建最大高程的柵格。
輸入?yún)^(qū)域柵格數(shù)據(jù)：sink_areas
輸入權(quán)重柵格數(shù)據(jù)：高程
輸出柵格：sink_max
使用減將最大值減去最小值以查找深度。
輸入柵格數(shù)據(jù) 1：sink_max
輸入柵格數(shù)據(jù) 2：sink_min
輸出柵格：sink_depth
ArcPy的代碼如下
為了與默認(rèn)的填洼工具的結(jié)果進(jìn)行對比，筆者特意針對該流程，使用modelbuilder進(jìn)行了建模，以求出Z值限制。建模流程如下圖
最后求出的是一組Z值限制，最大的Z值為32，最小是1，共有20處限制值。如下圖所示
筆者做了幾組測試
測試1：
對原始DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行無Z值限制填洼，直接執(zhí)行填洼工具，使用默認(rèn)設(shè)置，不設(shè)置Z值；
利用填洼完之后的DEM數(shù)據(jù)計算流向，并執(zhí)行【匯】工具，發(fā)現(xiàn)所有的匯已經(jīng)被填充，再也沒有匯的存在了。如下圖
測試2
對原始DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行有Z值限制的填洼，將Z值設(shè)置為33（之前已經(jīng)計算出Z值最大值為32）。同樣，對填洼過的DEM進(jìn)行流向計算，并查找匯，發(fā)現(xiàn)存在匯，如下圖
如果按照幫助里面的說明，只要設(shè)置了最大的Z值，應(yīng)該會將所有的匯都填充掉，但事實上沒有。唯一的解釋了填充匯的同時又產(chǎn)生了新的匯。
測試3
使用筆者按流程做好的Z值計算工具，針對填洼限制值為33的DEM數(shù)據(jù)重新計算Z值限制，如下圖
計算出來新的Z值為60，如下圖
再利用61作為Z值限制重新對填洼為Z值為33的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行再次填洼，并重新查找一次匯。這一次的結(jié)果沒有再發(fā)現(xiàn)任何的匯，跟測試1同樣的結(jié)果，如下圖
測試4
流程與測試1一樣，直接使用原始DEM數(shù)據(jù)填洼，但填洼的Z值限制一步到位設(shè)置為61，然后查找匯。結(jié)果跟預(yù)測的一樣，所有的匯都被填充，如下圖
測試5
該測試才是最后的測試結(jié)論，分別都這個產(chǎn)生無匯結(jié)果的填洼過的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，用減法工具執(zhí)行。如果這些DEM是一樣的話，減法的結(jié)果將會沒有任何的數(shù)據(jù)。論證的目的在于設(shè)置Z值和不設(shè)置Z值到底有多大的差別。
第一組對比為測試1的無Z值填洼的DEM數(shù)據(jù)VS測試3的第二次填洼的DEM數(shù)據(jù)（Z值為61的那次），減法結(jié)果如下
減法的結(jié)果為0，也就是說這兩個填洼后的柵格無凹陷點DEM是一模一樣的。如下圖
第二組對比為測試1的無Z值填洼的DEM數(shù)據(jù)VS測試4的直接使用Z值為61填洼的DEM數(shù)據(jù)。同樣做減法，結(jié)果如下
結(jié)果同樣是0，不用做第三組測試也知道測試2與測試3的填洼后的DEM也是一樣的。
測試6
對原始DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行Z值為300的填洼，然后查找匯，結(jié)果顯然也是完全被填充，不再存在匯；然后用減法對填洼后的數(shù)據(jù)與無Z值填洼的DEM數(shù)據(jù)做減法對比，結(jié)果為0。也就是說只要設(shè)定一個無限大的Z值，所有的匯都會被填充，然后構(gòu)成無凹陷DEM數(shù)據(jù)前一步的填洼數(shù)據(jù)，與無Z值填洼結(jié)果是一樣的。
###總結(jié)
通過6個測試和3次對比，基本上可以確定，精確計算Z值多次填洼與不設(shè)置Z值填洼效果是等價的。基本上可以確定如果要生成無凹陷DEM，直接使用填洼工具做一次無Z值填洼即可。ArcGIS的創(chuàng)建無凹陷DEM方法是從8.x時代就傳下來的，筆者的測試版本是10.5，估計填洼工具早已經(jīng)實現(xiàn)了自動化計算Z值以及自動迭代操作，只是工具幫助上沒有作更新的說明罷了。因此，在使用ArcGIS水文分析之前可以大膽的對原始DEM數(shù)據(jù)做無Z值限制的填洼操作。
————————————————
版權(quán)聲明：本文為CSDN博主「李遠(yuǎn)祥」的原創(chuàng)文章，遵循CC 4.0 BY-SA版權(quán)協(xié)議，轉(zhuǎn)載請附上原文出處鏈接及本聲明。
原文鏈接：ArcGIS水文分析實戰(zhàn)教程（4）地形預(yù)處理_李遠(yuǎn)祥的博客-CSDN博客_arcgis憛急智
重慶分公司
重慶分公司
