ARCGIS期末报告

长江一级支流——磨刀溪的地理意义

一、选题依据及研究区概况

1.1选题依据

三峡水库库区支流分布众多，水库175 m试验性蓄水后，回水末端上抵江津,，库区入汇大小支流共计66条,，含流域面积100 km2以上的一级支流44条。磨刀溪河长约189 km，流域面积3049 km2，河流平均比降为4.87‰，是典型的山区河流。磨刀溪于干流右岸入汇，其汇口距坝址约221km，入汇交角为95°；交汇段干流河道形态相对顺直单一，支流河道河势蜿蜒，1958-1990磨刀溪设有龙角水文站观测水沙，控制流域面积的74.4%，2001年设立长滩水文站，位于龙角站上游32.6 km，控制流域面积的66.7%。三峡水库蓄水后，长滩站多年平均径流量、输沙量分别为10.2亿m3、35.9万t，年内水沙输移高度集中在汛期，汛期5-10月径流量占全年的73.9%，输沙量占全年的90%以上。所以磨刀溪的地理意义与三峡水库的河口积沙量息息相关。

1.2研究区概况

磨刀溪是长江的一级支流长江流域的一条河流，发源于石柱县东部，流经湖北利川、重庆万州区，在云阳县汇入长江上游右岸，属于长江上游右岸水系。磨刀溪流域东南方以齐跃山与清江流域分水，西南以五陵山与龙河相邻，西以方斗山与长江相隔 流域长约100km，平均宽度约30km，走向呈西南东北向，与方斗山和七曜山平行。地势为东南高，西北低。山岭海拔高程在800-1000m左右，南部最高山峰大风包海拔1934m，河流切割高程约500-580m，相对高差200-500m，属低山，中低山地貌区。磨刀溪穿流于方斗山与七曜山之间，河谷断面为“V”型和“U”型 河床滩多流急，河道平均比降5‰。流域上游的边缘植被较好，中、下游的河谷两岸多开垦为坡地、梯田，植被稀疏，水土流失较严重，入夏后河道内水流浑浊，沙量较重。磨刀溪流域属于亚热带季风气候区，受东南和西南气候的影响，具有春雨较早、夏季多伏旱、秋季多绵雨、冬季温暖的气候特点。[1]

二、所用数据及使用软件模块

2.1 数据

GDEMDEM 30M 分辨率数字高程数据是全球空间分辨率为30米的数字高程数据产品，包括ASTER GDEM第一版本的数据以及第二版本的数据。ASTER GDEM数据由日本METI和美国NASA联合研制并免费面向公众分发。由于云覆盖，边界堆叠产生的直线，坑，隆起，大坝或其他异常等的影响，ASTER GDEM第一版本原始数据局部地区存在异常，所以由ASTER GDEM V1加工的数字高程数据产品存在个别区域的数据异常现象，用户使用过程中需要注意。ASTER GDEM V2版采用了一种先进的算法对V1版GDEM影像进行了改进，提高了数据的空间分辨率精度和高程精度。该算法重新处理了1,500,000幅影像，其中的 250，000幅影像是在V1版GDEM数据发布后新获取的影像。日本METI和美国NASA两个机构对V2版GDEM的数据精度进行了验证，结果显示 V2版对V1版中存在的错误做了很好的矫正。此全球30米的数字高程数据产品可以和全球90米分辨率数字高程数据产品互相补充使用。[2]

2.2 所使用的软件模块

这次研究会用到ArcMap软件下的工具箱【ArcToolbox】里的空间分析工具【Spatial Analyst Tools】、数据处理工具【Data Management Tools】、3D Analyst。空间分析工具【Spatial Analyst Tools】下的表面分析【Surface】、领域分析【Neighborhood】、水文分析【Hydrology】、地图代数【Map Algebra】、重分类【Reclass】；数据处理工具【Data Management Tools】下的栅格处理器【Raster】；3D Analyst下的TIN管理【TIN Management】、转换【Conversion】。表面分析【Surface】下的坡度【Slope】、等高线【Contour】；领域分析【Neighborhood】下的焦点统计【Focal Statistics】；水文分析【Hydrology】下的流向【Flow Direction】、汇【Sink】、填洼【Fill】、流量【Flow Accumulation】、栅格河网矢量化【Steam to Feature】、河网分级【Stream Order】、盆域分析【Basin】；地图代数【Map Algebra】下的栅格计算器【Raster Calculator】；重分类【Reclass】下的重分类【Reclassify】；栅格处理器【Raster】下的【Raster Processing】下的【Clip】；TIN管理【TIN Management】下的创建TIN【Create TIN】；转换【Conversion】下的由TIN转出【From TIN】下的TIN转栅格【TIN to Raster】。

三、主要研究内容

3.1 区域海拔分布及地势起伏度

本研究区海拔较低，在 63～1906m 之间。依据《中国100万数字地貌分级编码体系》分类；以海拔划分，小于 1000m 划为低海拔，1000m～3500m 为中海拔，3500m～5000m 为高海拔，大于 5000m 的为极高海拔,在此基础上以 500m 作为间距，将中海拔划为 5 个部分。由图1可以看出本研究区的最大高程在77～1906之间，最小高程在63～1844之间。

表1 磨刀溪海拔统计

五、实现步骤与过程

把下载好的原始数据和自己裁剪好的矢量面用Clip处理，处理玩的数据层则为DEM，把DEM进行Flow Direction处理得到Flowdem，然后把Flowdem进行Sink处理得到Sink，这张Sink是一张坑洼不平的图层说明原图层DEM是一张有洼地的图层，所以对DEM做Fill得到Filldem，然后用Filldem进行Flow Direction得到Flowdirfill，然后用Flowdirfill进行Flow Accumulation得到Flowacc，然后用Flowacc进行栅格计算器，输入公式为con(Flowacc>1000,1)得到Streamnet，然后用Editor对Streamnet进行处理，把多余的河流删去之后先进行Stream Order得到Streamostr和Streamshr，然后用Streamnet、Streamostr和Streamshr进行Stream To Feature得到矢量河网Stream1、Str和Shr。

用DEM进行Focal Statistics得到最大高程图A和最小高程图B，然后用栅格计算器，输入公式为A-B得到qifudu。

用DEM进行Slope得到Slope，然后用Reclassify对Slope进行重分类得到ReclassSlope。

用DEM进行Contour得到Contour225，然后用Contour225进行Create TIN得到TIN，然后把TIN进行TIN to Raster得到Tingrid。

六、讨论与结论

1.本次设计报告成败之处及其原因分析

操作不够熟练，虽然之前上课已经操作过了，但是仍然离不开课本，我觉得主要是我太懒了。还有就是软件的版本问题，同一个版本不同的电脑做的东西不一样，或者根本做不出来，所以整个过程都在不停的换电脑做。除了这两点，其他的都蛮顺利的。

2.做好本设计报告需要把握的关键环节

掌握好水文分析和表面分析、邻域分析，其次就是坚持不懈，做的过程中遇到了一次又一次的失败，但是我们从来都没有放弃过，哪怕换了一个又一个的实验室，换了一台又一台的电脑。

3.主要结论

做这些小地图，虽然很小，很有很多不足，但是我很有成就感，特别是写到这里的时候，我很感概，原来我也可以做出这样一篇小论文出来了。其次就是第一次感觉到了，我们这个专业的用途，第一次觉得自己大学四年没有白来，觉得就算是以后的毕了业人生中可能再也不会出现这个专业的影子，但是我也依旧很自豪。再就是水文分析真的很重要！！

附录：参考文献

[1]、田新泽．万县地区磨刀溪中段梯级电站开发设计.[2]、山川形变的博客——GDEM 30米数据.[3]、中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室.中

华人民共和国 1:100 万数字地貌制作规范[S].2005,15-26.[4]、洪顺英,申旭辉,荆凤等.基于 SRTM-DEM 的阿尔泰山的构造地貌特征[J].国

土资源遥感,2007,14(3):62-66.[5]、汤国安，杨昕等.地理信息系统空间分析实验教程（第三版）[M].科学出版社，2012，405-509.