1、icsxx xxxsl中華人民共和國水利行業標準sl xxx201x小流域劃分及編碼規范specification for division and encoding of small watershed（征求意見稿）201x -xx-xx發布 201x -xx-xx實施中華人民共和國水利部 發布中華人民共和國水利部關于批準發布水利行業標準的公告目 錄 前言1范圍12規范性引用標準13術語和定義14基本規定及技術流程34.1 基本規定34.2 技術流程45基礎數據及數據庫要求55.1 基礎數據要求55.2 坐標系與比例尺65.3 數據預處理要求65.4 數據庫要求66劃分方法66.1 確定作業

2、單元66.2 提取微流域和溝道信息76.3 小流域邊界確定76.4 建立拓撲關系96.5 面積平差96.6 屬性賦值96.7 劃分方法107小流域命名及編碼107.1 小流域命名107.2 小流域編碼118成果及質量控制128.1 成果128.2 質量控制12附錄a（資料性附錄） 北京市山區小流域劃分14a.1 軟件工具14a.2 基礎數據準備14a.3 微流域-溝道（水系）提取17a.4 小流域劃分20a.5 建立小流域拓撲關系26a.6 小流域屬性表27a.7 小流域劃分成果27前 言根據水利部水利行業標準制定計劃，按照標準化工作導則 第1部分：標準的結構和編寫（gb/t 1.12009）

3、的要求進行編制。本標準由水利部水土保持司提出。本標準由水利部水土保持司歸口。本標準主編單位：水利部水土保持監測中心。本標準參編單位：北京地拓科技發展有限公司。本標準出版、發行單位：中國水利水電出版社。本標準主要起草人：郭索彥、姜德文、張長印、魯勝力、李智廣、史明昌、嚴慕綏、段淑懷、胡 影、王 玉、趙愛軍、王 峰、馬力剛。本標準技術審查會負責人：本標準體例格式復讀人：1 范圍本標準規定了小流域劃分方法、程序、命名和編碼規則。適用于山區、丘陵區的小流域邊界劃分和空間拓撲關系的確定及其成果管理。2 規范性引用標準下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本規范的條款。凡是標注日期的引用文件，僅所注日期的

4、版本適用于本規范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規范。gb22021 國家大地測量基本技術規定gb/t 15968 遙感影像平面圖制作規范gb/t 17941.1 數字測繪成果質量要求gb/t 17278 數字地形圖產品基本要求gb/t 18316 數字測繪成果質量檢查與驗收gb/t 2260 中華人民共和國行政區劃代碼sl 73.6 水利水電工程制圖標準：水土保持圖sl 249 中國河流名稱代碼sl 420 水利地理空間信息元數據標準ch/t1015.2 基礎地理信息數字產品1:10000、1:50000生產技術規程 第2部分：數字高程模型（dem）3 術語3

5、.1 流域 watershed地表水及地下水的分水線所包圍的集水區或匯水區，因地下水分水線不易確定，習慣指地面徑流分水線所包圍的集水區（如圖1）。圖1 流域、小流域、微流域示意圖3.2 小流域 small watershed指面積一般不超過50km的集水單元。（如圖1）。3.3 微流域 micro watershed 為精確劃分自然流域邊界并形成流域拓撲關系而劃定的最小自然集水單元，是小流域的基本組成單位（如圖1）。3.4 小流域亞單元 subunits watershed為便于管理，跨越縣級行政區的小流域，被縣級行政區界線分割后的每一部分，稱為小流域亞單元。3.5 主溝道 main chan

6、nel在小流域中，水流流程最長的溝道稱為主溝道。3.6 流域拓撲 topology of basin指流域空間位置及其匯水關系，如各級流域上下游之間的包含關系、同級流域之間的相鄰或并列關系、集水區直流入河（湖、庫、海、盆地等）關系。3.7 地表水系拓撲 topology of water system for terrain space指地表各級水網空間位置及其相互之間水流關系，如各級河流的上下游匯水關系、同級河流之間的相鄰或并列關系、河流與湖（庫、蓄滯洪區、海、盆地等）的匯流關系。4 基本規定及技術流程4.1 基本規定小流域劃分應遵循以下基本規定：a) 小流域劃分應以自然地形地貌為基礎，盡量

7、保證小流域形態特征的完整。b) 小流域面積原則上控制在30-50km2之間，特殊情況不宜小于3km2或大于100km2。c) 小流域由一個或多個微流域歸并而成。微流域最小面積一般以0.1-1km2為宜；在實際操作中，可根據地形復雜狀況選擇合適的閾值，如圖2所示。圖2 最小自然集水單元-微流域示意圖d) 跨越縣級行政邊界的小流域應根據行政邊界將小流域劃分為多個亞單元，如圖3所示。圖3 小流域被縣界分割成小流域亞單元示意圖e) 確定小流域邊界時，可適當考慮水庫、水閘、水文站等水利工程設施和村莊、居民點的位置。如根據水庫規模和流域控制面積，將水庫閘口設定為小流域進、出水口；根據河流上的水文觀測站點，

8、選擇區間流域的進、出水口；對于流域出口附近的村莊或居民點，可按屬地關系適當調整小流域界線，盡量保證歸屬關系一致。f) 小流域邊界應與各級流域邊界無縫銜接，不應橫跨上級流域。g) 小流域劃分應充分考慮地表匯水關系，保證上下游匯水關系的正確性。h) 在劃分小流域時，應建立流域拓撲關系和地表水系拓撲關系。i) 小流域劃分結果應覆蓋整個劃分區域，小流域面積之和應等于該區域總面積。4.2 技術流程小流域劃分包括基礎數據準備，空間數據庫構建，溝道、微流域提取，小流域劃分，拓撲關系建立，編碼與屬性賦值，成果存儲等環節。技術流程如圖4所示。基礎數據準備空間數據庫構建微流域提取溝道提取微流域分水線提取建立溝道、

9、微流域拓撲關系小流域劃分小流域命名歸并微流域，標定小流域邊界小流域拓撲關系建立疊加縣界劃分小流域亞單元小流域亞單元小流域編碼小流域屬性添加現場勘驗邊界成果入庫及輸出圖4 小流域劃分作業流程圖5 基礎數據及數據庫要求5.1 基礎數據要求5.1.1 數字高程模型符合gb/t 17278、ch/t1015.2標準的近期數字高程模型（數字高程模型,簡稱dem）或地形圖。5.1.2 遙感影像分辨率不低于10m的近期遙感影像。5.1.3 行政區劃圖縣級以上（含縣級）行政區劃矢量圖。5.1.4 水系分布圖河流、水庫、湖泊等分布矢量圖。5.1.5 其他數據水利工程、道路、居民點等分布矢量圖。5.2 坐標系與比

10、例尺5.2.1 坐標系所有空間數據宜采用gb 22021中規定的國家大地坐標系（china geodetic coordinate system）。5.2.2 比例尺小流域劃分使用的空間數據比例尺為110000或更大，最小不小于150000。5.3 數據預處理要求小流域劃分的數據預處理應符合以下要求：a) 各圖層應滿足空間參照系一致、位置配準、格式一致、屬性規范統一、數據完整。b) 數據處理方法和質量應符合gb/t 17278、gbt 17941.1、gb/t 15968的規定。c) 數據處理范圍設置應考慮相鄰區域的流域完整性和銜接關系。d) 各專題圖層應無縫拼接。5.4 數據庫要求數據庫建設

11、應符合以下要求：a) 小流域劃分空間數據庫，應包括小流域成果存儲數據庫，保證小流域劃分成果同步入庫。b) 建庫時，dem、流域、水系等數據物理上分別形成一個空間數據表。c) 元數據庫應符合sl 420要求。6 劃分方法6.1 確定作業單元當劃分區域較大時，為保證劃分成果質量，提高工作效率，將劃分區域分割為多個作業單元，每個作業單元一般不大于200km2。按照作業單元依次提取微流域和溝道，以便遇到特殊情況及時處理。6.2 提取溝道和微流域信息6.2.1 溝道和微流域分水線提取基于空間數據庫中的dem，按照設定的微流域面積閾值，一次性提取作業單元內的溝道和微流域分水線。6.2.2 溝道和微流域分水

12、線檢查及平滑處理參照遙感影像以及河流、水庫、湖泊、水利工程、道路、居民點等圖層信息，對自動提取的微流域分水線和溝道弧段進行平滑處理，對水流出口位置結點進行確認，保證微流域分水線正確、溝道連續完整、出水口位置準確。6.2.3 建立拓撲關系提取微流域和溝道的同時，建立微流域之間、溝道之間、微流域與溝道之間的拓撲關系，保證地表水網匯流正確。6.3 小流域邊界確定6.3.1 歸并微流域根據本標準4.2，按照自然匯水關系，歸并微流域形成小流域。6.3.2 特殊情況認定在確定小流域邊界過程中，應注意下列特殊情況：a) 匯水面積大于50km2且難以劃分多個小流域的狹長流域，可單獨作為一個小流域，如圖5所示。

13、圖5 面積大于50平方公里狹長小流域示意圖b) 單個微流域面積較小，主溝不明顯，且平行排列，歸并成一個小流域，此類小流域為坡面型小流域，如圖6所示。圖6 多溝并流歸并小流域示意圖c) 在狹長河谷地帶，河道兩側或一側坡面陡峭，坡面集水區不能單獨歸并為小流域時，可將峽谷地帶的河道及兩側坡面集水區劃分成小流域，此類小流域為區間型小流域，如圖7所示。圖7 區間型小流域示意圖d) 如果一條溝道產生分叉，下游形成沖積扇，這個扇形地的脊部是其兩側流域的分水線，且扇形地頂部以上的匯水區為兩側所共有，則劃分匯水區所形成水系的小流域時，應將該扇形地及其兩側的相關區域包括在該流域內。e) 可將小于50km2的孤島（

14、包括島嶼和平原區面積較小的多個單獨的丘陵或低山）按一個小流域對待。f）在巖溶地貌地區，對明顯的地表水滲漏處，可考慮將漏水口作為小流域出口。6.3.3 小流域邊界驗證小流域劃分過程中，根據基礎數據不能完全確認的對象，應通過現場勘驗核實后確定。6.4 建立拓撲關系在劃分小流域過程中逐級建立流域間、流域與溝道、溝道上下游的拓撲關系，保證流域包含關系及匯水關系的正確性和合理性。宜采用地理信息系統拓撲模型建立拓撲關系。6.5 面積平差小流域面積應以行政區劃面積作為控制面積進行校核，將控制面積與行政區圖面面積的差值，按小流域面積大小分攤到每個小流域。小流域面積按下式計算：式中：小流域面積，單位km2；小流

15、域圖面面積，單位km2；行政區控制面積，單位km2；行政區圖面面積，單位km2。6.6 屬性賦值6.6.1 小流域屬性指標要求小流域屬性包括小流域名稱、編碼、面積、平均海拔、平均坡度、溝壑密度等指標，各屬性指標要求見表1。表1 小流域屬性描述表序號字段名稱字段類型字段長度小數位數值域約束條件計量單位1小流域編碼char20非空必填2小流域名稱char30非空必填3面積float20必填km24平均海拔float0非空選填m5平均坡度float00選填6溝壑密度float00選填km/km26.6.2 命名及編碼小流域命名及編碼應符合本標準7.1和7.2的規定。6.6.3 溝壑密度計算小流域溝壑

16、密度按下式計算。式中：dg溝壑密度，單位km/km2；lg溝道總長度，單位km；a小流域面積，單位km2。6.6.4 溝道屬性指標要求溝道屬性包括長度和比降，各屬性指標要求見表2。表2 溝道屬性描述表序號字段名稱字段類型小數位數值域約束條件計量單位1溝道長度float10選填m2溝道比降float20選填%6.6.5 溝道比降計算小流域溝道比降按下式計算。式中：i溝道比降，單位%；h溝道相對高差，單位m； l溝道長度，單位m。6.7 劃分方法小流域劃分方法見附錄a.3、附錄a.4、附錄a.5。7 小流域命名及編碼7.1 小流域命名小流域的命名應符合以下規則：a) 小流域名稱在縣級行政區內具有唯

17、一性。b) 命名力求簡明確切、易于辨識，可采用當地溝道、村莊、山脈、河流的名稱。c) 若一個小流域包含多條溝道，且每條溝道都有名稱時，命名可采用主溝道或最長溝道名稱。d) 若一個小流域內包含多個村莊時，命名可采用人口最多的村莊名稱。7.2 小流域編碼7.2.1 編碼規則小流域的編碼應遵循以下原則：a) 系統性。小流域編碼在全國河流代碼、縣級行政區劃代碼的基礎上擴展，形成編碼體系。b) 唯一性。在縣域范圍內，小流域與其代碼一一對應，無重復。c) 相對穩定性。編碼體系以各要素相對穩定的屬性或特征為基礎，保證在較長時間內不發生重大變更。7.2.2 編碼結構 編碼采用英文大寫字母（i、o、z舍棄）和數

18、字的混合碼，共16位，分別由全國河流代碼、縣域內小流域數字碼、亞單元標識碼和縣級行政區劃代碼構成。小流域劃分編碼結構圖見圖8。btffss ddd e xxxxxx 小流域所屬縣級行政區劃代碼 亞單元標識碼 縣級行政區內小流域編碼 小流域所在河流代碼圖8 小流域劃分編碼結構圖7.2.3 代碼說明第1-6位btffss為小流域所在河流代碼，引用sl 249，其中：a) b為1位字母，表示一級流域，取值a-k。b) t為1位字母，表示二級流域（水系），取值a-m，二級流域（水系）。c) ff為2位數字或字母，表示一級支流的編號，取值0-9、a-y，其中00-09作為干流或干流不同河段的代碼。d)

19、ss為2位數字或字母，分別表示二級支流、二級以下支流編號，取值0-9、a-y，當是二級支流時，第二個s為0。第7-9位ddd為3位數字，代表縣級行政區內小流域的數字碼，取值為001-999；當一個小流域被縣界切割成亞單元時，多個亞單元的ddd編碼必須一致。第10位e為亞單元標識碼，取值為0或1。小流域未被縣界分割時取值為0，被縣界分割成多個亞單元時取值為1。第11-16位xxxxxx：代表縣級行政區劃代碼,引自gb/t 2260。7.2.4 編碼方式小流域編碼按照水系的匯流關系，從上游到下游、先干流后支流，先左岸后右岸的次序，進行編碼。8 成果及質量控制8.1 成果小流域劃分成果包括：小流域邊

20、界圖（矢量）及對應的屬性表、元數據和小流域統計表，溝道分布圖（矢量）及對應的屬性表、元數據和溝道統計表。統計表式樣參照表a.7.1-1和附表a.7.1-2。8.2 質量控制8.2.1 質量檢查要求小流域劃分成果質量檢查應符合以下要求：a) 小流域劃分成果的空間數據質量應遵從gbt 17941.1和 gbt 18316的質量要求。b) 小流域成果圖繪制應符合sl 73.6要求。c) 成果采用隨機抽樣方法進行質量檢查，抽取小流域數量不小于總量10%，正確率不小于97%。d) 對有異議的小流域劃分成果應采用現場勘驗的方法進行質量核實。8.2.2 質量檢查內容質量檢查內容主要包括四個方面：a) 小流域

21、邊界與溝道出水口位置準確；b) 拓撲關系正確；c) 小流域形態特征完整，無殘缺、無重疊；d) 小流域和溝道的各項屬性正確無誤。附 錄 a（資料性附錄）北京市山區小流域劃分a.1 軟件工具以網絡版地理信息系統軟件dtgis為支持平臺，應用該軟件提供的basintools工具，自動提取微流域分水嶺及其對應的溝道，并建立拓撲關系。該軟件可支持多人在線協同工作，連續提取不同尺度的流域邊界和水系，輔助建立流域水系拓撲關系。a.2 基礎數據準備a.2.1 數據源采用的數據源包括北京市1:10000 dem數據，1m和0.4m分辨率的遙感影像數據，北京市1:10000的河流、水系、水庫、湖泊等矢量數據，流域

22、內1:10000水利工程分布矢量數據，與dem數據同邊界、同比例尺的北京1：10000行政邊界，以及1:10000的公路、鐵路、各縣政府所在地名稱矢量圖等輔助數據。a.2.2 數據處理數據處理內容包括數據檢查、投影變換、空間配準、數據拼接等。a.2.2.1 矢量數據檢查檢查北京市內河流水系、水利工程、界線數據及輔助數據的數據精度、名稱代碼及其完整性，確保數據無誤，避免圖a.1所示問題出現。接邊存在漏洞接邊存在縫隙存在冗余、異常圖a. 1 矢量數據檢查結果顯示效果圖a.2.2.2 dem數據檢查。檢查dem數據劃分范圍內數據是否有遺漏、數據損壞、高程信息、坐標投影信息丟失及數據有誤等問題，如出現

23、圖a.2所示問題，應及時修正及更換數據。數據缺失拼接處存在縫隙分辨率不一致圖a.2 航片和dem檢查結果顯示效果圖a.2.2.3 遙感數據投影變換以dem數據的投影信息和坐標系為基準，對每景遙感影像進行投影變換和坐標系統轉換，使二者保持一致。a.2.2.4 空間數據配準遙感影像與dem數據配準，用dem數據校正遙感影像，確保遙感數據與dem數據有良好的配準效果。a.2.3 創建作業平臺在創建空間數據庫及小流域劃分協同作業平臺時要符合以下要求：a）在服務器（也可用pc機，但需要有足夠硬盤空間）上建立dem、遙感和輔助空間信息數據庫，將配準的航片、dem數據分別進行物理無縫拼接入庫，如圖a.3所示

24、。b）建立具有拓撲關系的流域空間數據庫結構，為小流域劃分成果自動入庫做準備。c）在劃分小流域的計算機上安裝客戶端軟件并連通網絡（不限客戶端數量），小流域劃分協同作業平臺構建完成。數據入庫顯示效果如圖a.4所示。圖a.3 遙感、dem數據拼接示意圖圖a.4 數據入庫無縫物理拼接效果圖a.3 微流域-溝道（水系）提取a.3.1 確定作業單元在作業區域內，勾畫出一次性自動提取的作業單元范圍。為保證處理質量和運算速度，作業單元面積不宜超過200km2，如圖a.5所示。圖a.5 作業單元選定顯示效果圖a.3.2 設定微流域面積閾值將微流域的最小面積設定為0.1km2，計算機即可將作業單元內集水區域大于0

25、.1km2的微流域分水線及其對應的溝道弧段、水流出口位置結點全部提出，如圖a.6所示。（本實例閾值確定為北京市特殊要求）圖a.6 提取微流域與溝道示意圖a.3.3 溝道和微流域分水線檢查及平滑處理參照遙感影像及河流水系、湖泊水庫、水工設施、重要交通線路等圖層信息，對自動提取的微流域分水線和溝道弧段進行平滑處理，對水流出口位置結點進行修正、確認，保證微流域分水線正確、溝道連續完整、匯水口位置準確。如圖a.7所示。圖a.7 對不連續溝道進行修正a.3.4 建立溝道和微流域拓撲關系提取微流域和溝道的同時，計算機自動建立微流域之間、溝道之間、微流域與溝道之間的拓撲關系，保證地表水網匯流正確。如圖a.8

26、、a.9、a.10所示。圖a.8 溝道分級示意圖圖a.9 溝道拓撲關系示意圖圖a.10 微流域拓撲關系示意圖a.4 小流域劃分a.4.1 小流域控制面積 按照自然匯水關系，將微流域逐級歸并為小流域。小流域面積控制在10-50km2之間，如圖a.11所示。圖a.11 按照匯水關系將微流域歸并為小流域示意圖a.4.2 小流域邊界確定由于地形地貌的復雜性，在歸并微流域的過程中，可根據自然匯流關系和地形特征，組成不同形態類型的小流域，如完整型、區間型和坡面型小流域。a.4.2.1 完整型小流域這是最常見的小流域形態，即小流域面積大小符合要求，主溝道明顯，分水線閉合，有一個出水口，如圖a.12所示。圖a

27、.12 完整型小流域示意圖a.4.2.2 區間型小流域在小流域劃分時，由于小流域跨越上級流域，分水線不能自然閉合，有一個進水口和一個出水口，溝道為區間河段。這種類型主要產生于溝谷狹長、兩側坡面陡峭或一側坡面較陡，一側坡面較緩的地帶，如圖a.13所示。圖a.13 區間型小流域示意圖a.4.2.3 坡面型小流域此類小流域由多條溝道較短，面積小于3km2的羽狀微流域組成，主溝道不明顯，出水口有多個，水流直接匯入上一級河流，如圖a.14所示。圖a.14 坡面型小流域示意圖a.4.2.4 特殊情況處理小流域劃分過程中遇到特殊情況應遵循以下基本規定：a）水庫、水閘等水利工程設施附近小流域界線的確定。水庫范

28、圍可單獨作為一個區域。水庫范圍為直接匯入水庫的坡面、面積未達到小流域面積要求的區域以及上游流域出口。b）當遇到大型水利工程設施，即使小流域面積已超過50km2，仍可將其包含在小流域中內，以便于治理或經營管理。如密云水庫小流域的劃分，面積超過200km2。如圖a.15所示。圖a.15 重要水庫單獨劃分小流域示意圖c）當遇到低級別河道上的小型水庫、塘壩，若小流域面積不超過50km2，可以將水庫、塘壩包含在小流域內，如圖a.16所示。圖a.16 包含小型水庫的小流域示意圖d）較高級別的河流穿過水庫，因面積過大造成不能同時將河流和水庫包含在同一個小流域內時，可截斷河流，將水庫及周圍向水坡單獨劃分為一個小流域。如