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terrain-hydrology

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更新于 10-16 01:30

技能介绍

用途:从高程栅格生成物理意义可靠的地形与水文产品,覆盖坡度、坡向、曲率、地形位置、汇流、河网、流域与可视域分析。

主要能力与要点:先做 DEM 清洗——水文与坡度用裸地 DTM,可视域与日照用含冠层建筑的 DSM;记录数据源与获取日期;识别并掩膜 nodata;在汇流处理前填补空洞;重投影到投影坐标系使水平与垂直单位一致(米),否则需纬度相关 z 因子。坡度需声明单位(度或百分比,45°=100%),并随统计报告像元大小;坡向为循环变量,须用 sin/cos 矢量平均,平地坡向应掩膜而非置零;曲率分平面曲率与剖面曲率。山体阴影仅用于制图,不作分析输入。

水文处理顺序:填洼→优先采用 breach 破除洼地→再填剩余洼地→流向→汇流累积→河网→流域。先 breach 后 fill 可穿过道路涵洞等障碍,纯填洼会在平坦或堤坝地形产生人工湖。真实洼地(喀斯特、草原壶穴、水库)不应被条件化抹除,需显式处理并说明。流向:河网与流域用 D8,坡面扩散量(湿度指数、侵蚀)用 D-infinity/MFD。

河网与流域:汇流阈值是建模选择,应据参考河网推导或报告阈值并给出两种方案;出水口需在搜索半径内吸附到最高汇流像元(wbt.jenson_snap_pour_points),否则流域会静默出错;用权威流域数据(±5-10%)与影像/地形图叠加验证。TWI、SPA 为相对指数,不宜跨区域套用绝对阈值。

可视域:使用 DSM 或 DTM 加地物高度,明确观察者与目标高度,超过约 5 km 需考虑地球曲率与折射,交付二值可见性与参数元数据。

工具:WhiteboxTools、pysheds、richdem、GDAL(gdaldem)、GRASS(r.watershed)。

验证与限制:检查坡度>60°大面积出现或负汇流累积等异常;在含平坦区的 3 处叠加河网;报告 DEM 来源、日期、分辨率、条件化方法、流向算法与阈值。常见陷阱包括地理坐标系未加 z 因子算坡度、用 DSM 划流域、纯填洼产生幻影湖、出水口未吸附、坡向算术平均、nodata 参与统计、单一阈值当作真实河网。具体收费、平台与安装方式资料未提供。