1、第十一章 水文分析練習2：黃土地貌鞍部的提取一、背景相鄰兩山頭之間呈馬鞍形的低凹部分稱為鞍部，鞍部是兩個山脊和兩個山谷會合的地方。鞍部點是重要的地形控制點，它和山頂點、山谷點以及山脊線、山谷線等構成的地形特征點線，具有對地形具有很強的控制作用。因此，對這些地形特征點、線的分析研究在數字地形分析中具有很重要的意義。同時，由于鞍部點的特殊地貌形態，使得鞍部點的提取方法較山頂點和山谷的提取更難，目前沒有什么有效的方法來提取鞍部點，利用水文分析的方法可以來提取一些鞍部點，但是它還是具有一定局限性。二、目的結合水文分析的思想來提取研究區域內的地形鞍部點；開拓思維，拓展水文分析工具的應用，學會利用水文地質

2、分析的思想來解決一些地形、地貌等方面的問題。三、要求結合水文地質分析的方法和空間分析的方法提取研究區域的地形鞍部點。四、數據一幅25m分辨率的黃土地貌DEM數據，數據的區域大概有59 km2。數據存放于/ChP11/Ex2中，請將其拷貝到E：/ChP11/Ex2。結果保存在/ChP11/Ex2/Result中。五、算法思想算法思想：由于鞍部是兩個山脊和兩個山谷會合的地方，那么對于鞍部點的提取，就可以采用分別提取山脊線和山谷線，然后再計算出山脊線與山谷線的交點，所求出的交點便是鞍部點的位置。六、操作步驟1、正地形、等高線和暈渲圖的提取同山脊線與山谷線的提取中一樣，由于鞍部點的整體位置是處于山脊上

3、的，需要提取出正地形以舍棄那些在負地形上的錯誤的提取結果。正地形的提取過程與11.6.1完全相同。提取過程分別是：利用11×11窗口進行提取平均值的鄰域分析，結果為meandem（圖1）；原始DEM與meandem相減（圖2），并以0為界進行重分類，大于0的屬性重新賦值為1，小于0的賦值為0，結果命名為zhengdixing，圖3、4所示。 利用spatial analyst菜單下的surface analysis菜單中的contour和hillshade工具分別提取研究區域的等高距為40m的等高線數據ctour（圖5）和研究區域的暈渲圖hillshade（圖6）。 圖1 用11&#

4、215;11窗口進行提取平均值的鄰域分析圖2 原始DEM與meandem相減 圖3 以0為界進行重分類圖4 重分類的結果 圖5 等高距為40m的等高線數據ctour圖6 研究區域的暈渲圖hillshade2、山脊的提取山脊的提取與練習1中山脊的提取過程是完全相同的，分別是進行洼地填充、然后在無洼地的DEM上提取水流方向、基于水流方向計算匯流累積量數據、提取匯流累積量數據等于零的柵格。提取過程產生的各個數據分別為：filldem（圖7）、flowdir（圖8）、flowacc（圖9）以及flowacc0（圖10、11）。 圖7 洼地填充 圖8 在無洼地的DEM上提取水流方向 圖9 基于水流方向計

5、算匯流累積量數據圖10 提取匯流累積量數據等于零的柵格圖11 山脊線3、山谷的提取山谷的提取也與練習1中山谷的提取過程是完全相同的，分別是基于原始DEM計算出反地形DEM數據（計算中是利用原始DEM減去常數3000）、基于反地形DEM數據提取水流方向數據、基于水流方向數據進行匯流累積量數據、提取匯流累積量數據等于零的柵格。提取過程中產生的數據分別為：fandem（圖12、13）、flowfdirfan（圖14）、flowaccfan（圖15）以及fanfacc0（圖16）。圖12 基于原始DEM計算出反地形DEM數據圖13 反地形DEM數據 圖14 基于反地形DEM數據提取水流方向數據 圖15

6、 基于水流方向數據進行匯流累積量數據圖16 山谷線4、鞍部點的提取(1) 將提取出的山脊線數據flowacc0和山谷線數據fanfacc0利用spatial analyst菜單下的raster calculator的工具進行相乘運算，如圖17，運算結果命名為anbuqu（圖18）。圖17 raster calculator工具進行相乘運算圖18 山脊線數據和山谷線數據的相乘結果anbuqu(2) 將上一步中提取出的數據anbuqu和正地形數據zhengdixing利用spatial analyst菜單下的raster calculator的工具進行相乘運算，就得到了鞍部點的柵格形式數據，命名為rasteranbu（圖19）。圖19 鞍部點的柵格形式數據(3) 將柵格數據rasteranbu進行重分類，所有0值和NO DATA數據賦為NO DATA數據，屬性為1的值保持不變，重分類之后數據為rasteranbu2，如圖20所示。 圖20 重分類數據(4) 將柵格數據rasteranbu2轉成矢量結構數據anbudian，如圖21，并配合等高線數據和暈渲圖對矢量形式的鞍部點數據進行編輯，剔除那些處于研究區域邊緣以及內部的偽鞍部點，如圖2