基于GIS提取流域河網密度研究的意義分析

陳紅

摘要：河網密度反映了一定區域范圍內河流的密集程度。本文通過對GIS的介紹以及利用GIS對河網密度的測量揭示出如何對這些區域的水文狀況等進行有效的分析與研究。

關鍵詞：GIS；流域；河網密度

據統計在我國境內大大小小的河流的長度和約有420000000米，其中流域面積達到在10000公頃以上的就有50000余條。從徑流資源上來看，徑流的總量約有26萬億立方米， 世界排名第三位[1]。而河流地域分布呈現出的是東多西少不平衡現象。 由于各地區河流的干、支流以及流域面積都各不相同，使得我國從全國范圍內來看，呈現出流域河網密度不均勻的現象。而如何利用好GIS及其相關技術來提取某些地域的河流流域的河網密度是很有研究價值與意義的[2]。

一、關于對GIS的一些認識

一般來說是GIS主要以測繪、測量為基礎并且以數據庫作為基本的數據源，同時用電子計算機編程來作為平臺進行全球空間分析的即時技術。 GIS是把已經建立的地理空間數據庫作為基礎，運用有關地理模型的分析方式和方法并且能夠適合時宜的提供多種動態的空間地理信息，為地理工作研究者們提供有效的地理研究、11地理決策和有關方面服務的計算機系統，GIS具有以下三個主要的特點：

GIS具有空間性和動態性特點，具備一定的地理信息的采集、分析、管理和輸出多的能力； GIS以地理研究和決策為主要目的，把模型化方法作為主要的研究手段同時可以進行區域的空間分析能力、多元要素的系統綜合分析能力和具體信息的動態分析預測能力，進而可以在某些情況下用來生成一些相對來說具有高層次水平的的地理、地質信息[3]。由于GIS是以計算機技術系統作為支持的，所以它具有對空間上的地理信息和數據進行管理的能力，而且還可以用它的相關計算機程序去演示和模擬常規的、非常規的或者說是專業的地理學的分析方法。這樣就可以進一步的作用于空間數據、產生有用信息，而這些任務對于僅僅用人工的方法是絕對無法完成的。

二、對流域河網密度的認識及其研究意義

1. 河網密度的定義

河網密度是一定流域結構的重要的標準，它的定義可以表述為：單位流域面積內干、支流的總長和，流域河網密度反映了一定流域的水系分布的密度情況。

2. 河網密度的計算公式

流域的河網密度可以簡單用公式[16]：V=L/A，在這個公式來表述，公式中的V表示一定河流流域內的河網密度，L就是流域內全部河流 （含干流、溝渠以及支流）的總和長度，A是該流域的流域面積。1953年Chebotarev將公式進一步的演繹表示為：D=L/A=nl/na=l/a。

在這個公式中D[18]表示的是河網密度，L和A分別表示的河流主干以及支流總的長度和流域的總面積，n表示匯入主流的支流數目或者說是河段數目，而l和a分別表示平均河長和平均河面積，這個公式無非是上個公式進一步的延伸和細化。

三、 GIS河網密度的研究價值和研究意義

一般情況下流域內的河網密度與流域內發生洪澇災害的可能性有關，因為流域內的河網密度越大就一定程度上表示在一定范圍內河流的密集程度很大，話句話就是河流的支流會很多。這種情況下一旦上流連續的強降雨就會導致下流支流的水面升高，導致洪澇災害。此外河網密度與氣候、下墊面之間存在的關系也在一定程度上會導致洪水的危害。一般來說土壤滲透力差、降雨量大的流域河網密度都會很大，同時從氣候條件的角度來看，自然界為了及時將自己的外表徑流向外排放，必然“創造”出一定的河流網絡與之對應，這就形成了不同流域的不同河網密度。總之，流域河網密度大的地方發生洪澇災害的危險更大一些，流域河網密度小的地方則發生洪澇災害的危險性或者可能性相對小些[4]。

傳統計算河網密度是主要針對一定流域的，也就是說對于每一個流域來講都有它自己的流域河網密度，也就是象上面我們演繹的一樣用河流總長度除以河流的流域總面積。而河流流域內部是不均勻的，也是具有疏密程度的不同的。因此人們常常在實際計算中，用一定數目和規格的網格來套在一定流域水系的流域水系圖上，進而在統計出每個網格內的河流的長度，然后再除以網格的面積。顯而易見，用這種手工測量和計算的方法來計算某一流域的河網密度的工作量是十分大的，而且也未見得精確

從專業技術的角度來說，GIS主要是用以表示人們居住和生存的客觀現實環境的現實的與已經變化遷移了的各種各樣的空間信息數據以及描述這些空間信息數據的特征、特點和屬性。 而如果我們單單從通俗的角度來講，地理信息系統 是整個世界范圍內或者是部分特定區域內的環境和資源在計算機系統上的縮影；GIS的主要支持性技術是計算機科學技術，隨著計算機技術和現代化信息技術和信息化基礎設施的發展，這一學科以及相應的技術也得到了很大程度上的發展。進入到二十世紀80、90年代以后，GIS在世界范圍內得到了從來沒有過的關注和重視，學科的發展速度達到了空前化的程度。GIS開始大范圍的的應用在各個領域，創造出了很大的經濟上的效益和社會上的效益。

近些年來，有人將將GIS與RS技術有機的結合起來，根據它所提供的數字高程模型DEM來得出一些遙感三維影象數據。并用這些數據來模擬顯示和預測洪水淹沒場景進行洪水災害的評估，這種應用已經成為GIS在水文方面的主要研究領域。

參考文獻：

[1]劉耀彬中部地區區域經濟發展的極化分析[J]長江流域資源與環境，2006，15（6）

[2]薛敬華改革開放以來湖北省城市化與經濟協調發展研究[J]湖北大學學報（自然科學版），2007，29（3）

[3]，劉耀彬，楊益明區域城市化水平地域差異及影響因素的灰色關聯分析--以湖北省為例[J]世界地理研究，2003，12（3）

[4]王樹婷，張敏，劉成武等國家地理標志產品京山橋米的保護分析[J]湖北農業科學，2010，49（7）endprint