利用水文分析方法提取山脊、山谷线

1、背景

        作为地形特征线的山音线、山谷线对地形、地貌具有一定的控制作用。它们与山顶点、谷底点以及鞍部点等一起构成了地形起伏变化的骨架结构。同时由于山登线具有分水性，山谷线具有合水性特征，使得它们在地形分析中具有特殊的意义。

2、目的

       了解基于 DEM 水文分析方法提取山脊线和山谷线的原理；

        掌握水流方向、汇流累积量提取原理及方法。

3、 要求

       利用ArcGIS水文分析模块提取出样区的山脊线和山谷线，

4、数据

       25m分辨率的 DEM 数据，区域面积约 140平方千米

（百度网盘链接：https://pan.baidu.com/s/1d7pXZjUSh-ecmUNM1ca0qA     提取码：4ojo ）

5、算法思想

       山脊线和山谷线的提取实质上也是分水线与汇水线的提取。因此，可以利用水文分析的方法进行提取。

       对于山脊线而言，由于它同时也是分水线，而分水线的性质即为水流的起源点。所以，通过地表径流模拟计算之后，这些栅格的水流方向都应该只具有流出方向而不存在流人方向，即概格的汇流累积量为零。因此，通过对零值的提取，就可得到分水线，即山脊线。  

        对于山谷线而言，可以利用反地形计算。即利用一个较大的数值减去原始 DEM 数据，得到与原始 DEM地形相反的地形数据，使得原始的DEM 中的山脊变成反地形的山谷，而原始DEM 中的山谷在反地形中就变成了山脊。再利用山脊线的提取方法就可以实现山谷线的提取。但是此方法提取出的山脊和山谷位置有些偏差，可以利用正、负地形加以纠正。 

       DEM永文分析方法提取山脊线和山谷的技术流程如图所示。

 6、操作步骤

          1，正负地形的提取

              （1）打开原始DEM数据。

              （2）在ArcToolbox中选择【Spatial Analyst 工具】|【邻域分析】|【焦点统计】，打开焦点统计对话框，如图6.1.1所示，利用邻域分析方法以11x11的窗口计算平均值。计算结果命名为meandem，计算结果如图6.1.2所示。

                                                                             图6.1.1：焦点统计对话框

                                       

                                                                         图6.1.2：焦点统计结果

              （3）点击 【Spatial Analyst 工具】|【地图代数】|【栅格计算