本發明公開了一種基于流域DEM計算流域確定的地貌單位線方法，包括以下過程：S1，提取目標流域DEM數據；S2，基于目標流域DEM數據確定流域臨界面積閾值；S3，基于臨界面積閾值計算流域特征參數；S4，基于特征參數計算流域等價地貌參數；S5，基于地形地貌因子計算流域表征流速；S6，基于等價地貌參數和流域流速，確定流域地貌瞬時單位線。本發明僅需通過流域的數字高程數據即可提取流域唯一的河長比、面積比、分叉比和流域流速，并以此計算出流域確定的地貌瞬時單位線，進行洪水模擬計算。

技術領域

本發明涉及一種基于流域DEM計算流域確定的地貌單位線方法，屬于水文技術領域。

背景技術

單位線是流域匯流計算中最基本和最重要的概念之一。當運用系統分析理論來解釋流域匯流時，流域單位線就是流域的水文響應。流域水文響應是地貌擴散和水動力擴散對降落在流域上具有一定時空分布的凈雨共同作用的結果。一直以來，水文學家和自然地理學家基于這種匯流機理建立了流域地形地貌特征和流域水文響應之間的關系，從而為無資料或資料匱乏區的匯流計算提供了解決辦法，基于霍頓-斯特拉勒河道分級法建立的地貌瞬時單位線(GIUH)就是其中的代表。

20世紀80年代以來，計算機技術為地貌單位線理論的發展完善提供了技術支持。地理信息系統軟件(ArcGIS)能夠實現基于空間數據(DEM)分析計算出流域的河長比、面積比和分叉比，使得GIUH能夠廣泛應用到無資料或資料匱乏區的徑流預測上。然而在分析計算得到的流域河長比、面積比和分叉比受提取河網時設置的面積閾值影響，不同的面積閾值會提取出不同的河長比、面積比和分叉比，因此會導致流域地貌瞬時單位線的不唯一。并且，現有對于GIUH中流速因子的計算方法比較復雜，且有一定的難度，不利于地貌單位線的推廣應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供了一種基于流域DEM計算流域確定的地貌單位線方法，解決了現有技術中在計算流域瞬時地貌單位線不唯一的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于流域DEM計算流域確定的地貌單位線方法，其特征是，包括以下過程：

S1，提取目標流域DEM數據；

S2，基于目標流域DEM數據確定流域臨界面積閾值；

S3，基于臨界面積閾值計算流域特征參數；

S4，基于特征參數計算流域等價地貌參數；

S5，基于地形地貌因子計算流域表征流速；

S6，基于等價地貌參數和流域流速，確定流域地貌瞬時單位線。

進一步的，S1中，提取目標流域DEM數據包括：

1)對原始DEM進行填洼處理，得到無洼地柵格數據fill；

2)對無洼地柵格數據fill進行流向計算處理，得到流向柵格數據dir；

3)對流向格數據dir進行匯流流量處理，得到累計流量柵格數據acc；

4)利用累計流量柵格數據acc得到流域控制站柵格點stationPoint；

5)利用流向柵格數據dir和流域控制站柵格點stationPoint提取目標流域DEM數據aimWatershed。

進一步的，S2中，基于目標流域DEM數據確定流域臨界面積閾值包括：

1)由目標流域DEM數據經過填洼、流向計算、匯流流量計算得到累計流量柵格acc；

2)設置匯流面積閾值threshold，對累計流量柵格acc進行柵格計算處理，得到柵格數據greaterRaster；