相關應用：
第一步：需要的工具
1. BIGEMPA GIS Office 下載地址：http://download.bigemap.com/bmsetup.rar
第二步驟：高程數據
1. 啟動 BIGEMAP GIS Office
2. 選在你要的區域，雙擊下載，如下圖所示：
4. 選擇下載的級別，建議盡量下載16級的，16級為最好級別。如果16級不能勾選，請選擇下載小一點的范圍，高程為矢量數據，超過20M大小，一般電腦都很難處理生成的等高線。下載之后的數據為tiff格式，實際為dem高程數據。
6. 啟動安裝好的Global Mapper軟件，啟動中文版在安裝好的目錄下有個chs或則chinese的啟動圖標，如下圖所示：
7. 將下載好的高程數據（下載目錄下的后綴為tiff格式）拖入到global mapper中，如下圖所示：
然后另存為【DEM】格式，如下圖：
在彈出的對話框中選擇【DEM】格式，如下圖:
點擊【確定】，保存。
打開ArcMap軟件，在ArcMap中，需要打開【擴展模塊】功能，如下圖：
彈出的對話框中勾選所有選項，如下圖：
點擊【關閉】。
打開【ArcToolbox】，在其中找到對應如下的水分分析功能：
盆域分析（Basin）：創建描繪所有流域盆地的柵格。
填洼（Fill）：通過填充表面柵格中的匯來移除數據中的小缺陷。
流量（Flow Accumulation）：創建每個像元累積流量的柵格。可選擇性應用權重系數。
流向（Flow Direction）：創建從每個像元到其最陡下坡相鄰點的流向的柵格。
水流長度（Flow length）：計算沿每個像元的流路徑的上游（或下游）距離或加權距離。
匯（Sink）：創建識別所有匯或內流水系區域的柵格。
捕捉傾瀉點（Snap pour point）：將傾瀉點捕捉到指定范圍內累積流量最大的像元。
河流連接（Stream link）：向各交匯點之間的柵格線狀網絡的各部分分配唯一值。
河網分級（Stream Order）：為表示線狀網絡分支的柵格線段指定數值順序。
柵格河網矢量化（Stream to Feature）：將表示線狀網絡的柵格轉換為表示線狀網絡的要素。
分水嶺（Watershed）：確定柵格中一組像元之上的匯流區域。
了解水系的術語，如下圖：
在ArcMap中加載 DEM數據，右擊DEM圖層，點擊縮放至圖層，顯示全部。
一、流向（Flow Direction）
流向工具的輸出是值范圍介于 1 到 255 之間的整型柵格。從中心出發的各個方向值為：
例如，如果最陡下降方向位于當前處理像元的左側，則將該處理像元的流向編碼將為 16。
如果像元的 z 值在多個方向上均發生相同變化，并且該像元是凹陷點的一部分，則該像元的流向將被視為未定義。此時，該像元在輸出流向柵格中的值將為這些方向的總和。例如，如果 z 值向右（流向 = 1）和向下（流向 = 4）的變化相同，則該像元的流向為 1 + 4 = 5。可以使用匯工具將具有未定義流向的像元標記為凹陷點。
二、匯（Sink）
匯是指流向柵格中流向無法被賦予八個有效值之一的一個或一組空間連接像元。匯被視為具有未定義的流向，并被賦予等于其可能方向總和的值。
匯工具的輸出是一個整型柵格，其中每個匯都被賦予一個唯一值。匯的編號介于 1 到匯的數量之間。
三、填洼（Fill）
通過填充表面柵格中的匯來移除數據中的小缺陷。
凹陷點是指具有未定義流域方向的像元；其周圍的像元均高于它。傾瀉點相對于凹陷點的匯流區域高程最低的邊界像元。如果凹陷點中充滿了水，則水將從該點傾瀉出去。
TIPS：有關填充的Z限制
要填充的凹陷點與其傾瀉點之間的最大高程差。如果凹陷點與其傾瀉點之間的 z 值差大于 z 限制，則不會填充此凹陷點。
默認情況下將填充所有凹陷點（不考慮深度）。
四、流量（Flow Accumulation）
創建每個像元累積流量的柵格。流量累積將基于流入輸出柵格中每個像元的像元數。
高流量的輸出像元是集中流動區域，可用于標識河道。流量為零的輸出像元是局部地形高點，可用于識別山脊。
流量工具不遵循壓縮環境設置。輸出柵格將始終處于未壓縮狀態。
通過上面的填洼，求流向，得到如下流量圖，看到了河道：
五、河網分級（Stream Order）
河網分級是一種將級別數分配給河流網絡中的連接線的方法。此級別是一種根據支流數對河流類型進行識別和分類的方法。僅需知道河流的級別，即可推斷出河流的某些特征。
河網分級工具有兩種可用于分配級別的方法。這兩種方法由 Strahler (1957) 和 Shreve (1966) 提出。在這兩種方法中，始終將 1 級分配給上游河段。
Strahler 河流分級方法：
在 Strahler 法中，所有沒有支流的連接線都被分為 1 級，它們稱為第一級別。當級別相同的河流交匯時，河網分級將升高。
因此，兩條一級連接線相交會創建一條二級連接線，兩條二級連接線相交會創建一條三級連接線，依此類推。但是，級別不同的兩條連接線相交不會使級別升高。例如，一條一級連接線和一條二級連接線相交不會創建一條三級連接線，但會保留最高級連接線的級別。
Shreve 河流分級方法：
Shreve 法考慮網絡中的所有連接線。與 Strahler 法相同，所有外連接線都被分為 1 級。但對于 Shreve 法中的內連接線，級別是增加的。例如，兩條一級連接線相交會創建一條二級連接線，一條一級連接線和一條二級連接線相交會創建一條三級連接線，而一條二級連接線和一條三級連接線相交則會創建一條五級連接線。
因為級別可增加，所以 Shreve 法中的數字有時指的是量級，而不是級別。在 Shreve 法中，連接線的量級是指上游連接線的數量。
六、柵格河網矢量化（Stream to Feature）
柵格河網矢量化工具使用的算法主要用于矢量化河流網絡或任何表示方向已知的柵格線性網絡的柵格。
該工具使用方向柵格來幫助矢量化相交像元和相鄰像元。可將兩個值相同的相鄰柵格河網矢量化為兩條平行線。
這與柵格轉折線 (Raster to Polyline) 工具相反，后者通常更傾向于將線折疊在一起。下圖是兩者的對比：
七、河流連接（Stream link）
向各交匯點之間的柵格線狀網絡的各部分分配唯一值。
“連接”是指連接兩個相鄰交匯點、連接一個交匯點和出水口或連接一個交匯點和分水嶺的河道的河段。
八、水流長度（Flow Length）
水流長度工具的主要用途是計算給定盆地內最長水流的長度。該度量值常用于計算盆地的聚集時間。這可使用 UPSTREAM 選項來完成。
該工具也可通過將權重柵格用作下坡運動的阻抗，來創建假設降雨和徑流事件的距離-面積圖。
九、捕捉傾瀉點（Snap pour point）
捕捉傾瀉點工具用于確保在使用分水嶺工具描繪流域盆地時選擇累積流量大的點。
捕捉傾瀉點將在指定傾瀉點周圍的捕捉距離范圍內搜索累積流量最大的像元，然后將傾瀉點移動到該位置
十、分水嶺（Watershed）
確定柵格中一組像元之上的匯流區域。
十一、盆域
創建描繪所有流域盆地的柵格。
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