Arcgis软件中的分析工具-水文分析可以创建地表水的运动模型，同时可以分析地表水的流动形式，通过图像来展现水流的流动情况。
目录
3.1 提取梅溪村流域范围
3.1.1 填洼
3.1.2 流向分析
3.1.3 流量分析
3.1.4 栅格计算
3.1.5 栅格河网矢量化
3.1.6 河流链接
3.1.7 分水岭
3.1.8 盆域分析
3.1.9 栅格转面矢量化
3.1.10 删除提取区域多余的边界得目标区域
3.2 流域特征值的计算
3.2.1 按掩膜提取
3.2.2 再对提取的DEM图进行填洼、流向处理
3.2.3 盆域分析
3.2.4 计算流域面积
3.2.5 计算水流长度
3.2.6 计算河流比降
工具的使用都有规范的流程，以描绘分水岭为例，首先要用DEM图，用水文分析工具
来提取相关的水文信息。如图3.1。
图3.1 水文分析过程图
本论文通过登录地理空间数据云下载获得江西省DEM图，再基于ArcGis水文分析功能进行梅溪村流域数据的提取，具体流程如下：
3.1 提取梅溪村流域范围
3.1.1 填洼
（1）打开ArcToolbox中的空间分析工具，选择Hydrological Analyst，再选择Fill。
（2）将弹出的窗口中前两个按照要求填入所选数据，并且保存个人需要的路径和名称。【Z限制（可选）】是指填充阈值。本次操作不选。
图3.2 填洼
（3）单击【确定】按钮，完成洼地填充操作，结果如图所示。
图3.3 填洼后的成果
3.1.2 流向分析
（1）打开ArcToolbox中的空间分析工具，选择Hydrological Analyst，再选择Direction。
（2）将弹出的窗口中前两个按照要求填入所选数据，并且保存个人需要的路径和名称。其他选择默认即可。
图3.4 流向分析
（3）单击【确定】按钮，完成水流方向的计算，结果如图所示。
图3.5 流向分析成果
3.1.3 流量分析
（1）打开ArcToolbox中的空间分析工具，选择Hydrological Analyst，再选择Flow。
（2）将弹出的窗口中前两个按照要求填入所选数据，并且保存个人需要的路径和名称。
后两个空格选择默认即可。
图3.6 流量分析
（3）单击【确定】按钮，完成流量计算，将结果图局部区域放大，如图所示。
图3.7 流量分析成果
3.1.4 栅格计算
（1）打开ArcToolbox中的空间分析工具，选择Map Algebra，再选择Calculate。
（2）选择所提取河网的阈值。此处选择300为阈值。
（3）在Map Algebra中输入公式：“Con("liuliang" > 300,1)”，指定【输出栅格】的保存路径和名称。
图3.8 栅格计算
（4）单击【确定】按钮，完成河网提取操作，如图所示。
图3.9 栅格计算成果
3.1.5 栅格河网矢量化
（1）打开ArcToolbox中的空间分析工具，选择Hydrological Analyst，再选择Vectorization。
（2）将弹出的窗口中的空格按照要求填入所选数据， 指定【输出折线（Polyline）要素】的保存路径和名称，选中【简化折线（polyline）（可选）】复选框。
图3.10 栅格河网矢量化
（3）单击【确定】按钮，完成河网提取操作，如图所示。
3.1.6 河流链接
（1）打开ArcToolbox中的空间分析工具，选择Hydrological Analyst，再选择Link。
（2）将弹出的窗口中空格按照要求填入所选数据，并且保存个人需要的路径和名称。
图3.12 河流链接
（3）单击【确定】按钮，完成河流链接计算。
图3.13 河流链接成果
3.1.7 分水岭
操作步骤：
（1）打开ArcToolbox中的空间分析工具，选择Hydrological Analyst，再选择分水岭。
（2）将弹出的窗口中空格按照要求填入所选数据，并且保存个人需要的路径和名称。
下拉选择【倾泻点字段（可选）】对应的倾泻点的字段名称，此处选择默认即可。
图3.14 分水岭
（3）单击【确定】按钮，完成操作，结果如图所示。
图3.15 分水岭成果
3.1.8 盆域分析
分水岭分割而成的汇水区域即是流域盆地。它通过分析水流方向数据来确定所有相互连接并处于同一流域盆地的栅格。
操作步骤：
（1）打开ArcToolbox中的空间分析工具，选择Hydrological Analyst，再选择Basin。
（2）将弹出的窗口中的两个空格按照要求填入所选数据，并且保存个人需要的路径和名称。
图3.16 盆域分析
（3）点击确定，完成此操作，成果如下图所示。
图3.17 盆域分析成果
3.1.9 栅格转面矢量化
（1）在ArcToolbox中双击【转换工具】→【由栅格转出】→【栅格转面出】，指定【输出面要素】的保存路径和名称。
图3.18 栅格转面矢量化
（3）单击【确定】按钮，完成栅格转面，结果如图所示。
图3.19 栅格转面成果
3.1.10 删除提取区域多余的边界得目标区域
（1）在ArcMap主菜单中，选择自定义，单击Tool，选择Editor。
（2）在【Editor】工具条中，单击【Editor】→【开始编辑】，打开【开始编辑】对话框，选中“zhuanmian”，单击【确定】按钮，启动【编辑器】。
图3.20 删除提取区域多余的边界
（3）单击【确定】按钮，完成矢量河网的提取处理，结果如图所示。
图3.21 目标区域
3.2 流域特征值的计算
3.2.1 按掩膜提取
（1）打开ArcToolbox中的空间分析工具，选择Extraction Analyst，再选择Extraction by Mask。
（2）将弹出的窗口中空格按照要求填入所选数据，并且保存个人需要的路径和名称。
图3.22 按掩膜提取
（3）单击【确定】按钮，完成栅格矢量化，结果如图所示。
图3.23 掩膜提取成果
3.2.2 再对提取的DEM图进行填洼、流向处理
选择新提取的DEM图数据，按照之前相同步骤，重复操作。
3.2.3 盆域分析
操作步骤：
（1）打开ArcToolbox中的空间分析工具，选择Hydrological Analyst，再选择Basin。
（2）将弹出的窗口中的两个空格按照要求填入所选数据，并且保存个人需要的路径和名称。
图3.24 盆域分析
（3）单击【确定】，完成盆域分析操作，结果如下图。
图3.25 盆域分析成果
3.2.4 计算流域面积
操作步骤：
（1）选择栅格转面的成果，单击右键，打开【属性表】→点击【添加字段】，添加一个面积字段。
（2）再单击右键进行【几何计算】，选择面积及单位，单击【确定】，则可以得到各个小河流域的面积。
（3）最后，单击【统计数据】，即可得到目标流域面积。结果如图所示。
图3.26 流域面积
3.2.5 计算水流长度
在地面上的一点沿水流方向到其他流向起点间的最大距离在水平面上的投影长度就是水流长度。最后进行汇流分析，得出水流长度。
操作步骤：
（1）打开ArcToolbox中的空间分析工具，选择Hydrological Analyst，再选择Long。
（2）将弹出的窗口中的两个空格按照要求填入所选数据，并且保存个人需要的路径和名称。【测量方向】选择“DOWNSTREAM”。
图3.27 水流长度向下游分析
（3）单击【确定】按钮，按DOWNSTREAM方法计算得到水流长度结果如图所示。
图3.28 水流长度向下游分析成果
（4）重复第2步，【测量方向】下拉选择“UPSTREAM”。按UPSTREAM 方法计算, 下图为得到的水流长度结果。
图3.29 水流长度向上游分析成果
3.2.6 计算河流比降
从分水岭开始，按照目标流域沿河河段各个转折点的高程和比降变化，一边量取河长一边确定过河等高线，同时量取各个等高线的间距以及相应的高程。按公式（3.1）来推算平均比降。
河道平均比降计算公式如下：
（3.1）
式中： hn为各转折点高程 （m）
n为各转折点之间的距离 （km）
L为河长 （km）
假设主河道比降用研究区域河段的平均比降代替，则计算步骤为：
（1）取流经梅溪村河段上中下游三个控制断面以及一个纵断面，如图3.30。选取一个控制点，高程为25.23m，设置10个测量点，分把测出各点间的距离，具体数据如表3.1。
（2）将各数据带入公式（3-1），有：J=[0.06*0.0094+0.026*（0.06+0.13）+0.024*（0.13+0.22）+0.091*（0.22+0.28）+0.047*（0.28+0.32）+0.035*（0.32+0.39）+0.039*0.39+0.44]/（7.7）^2 =0.144824/59.29=0.00244= 2.4‰
表3.1 河道纵断面测量成果表
河道纵断面测量成果表 | |||
1.所在位置 | ************** | ||
2.所在沟道 | ABC | 3.行政区划代码 | 123456789 |
4.是否跨县 | 否 | 5.控制点经度(°) | 116.851406 |
6.控制点纬度（°） | 29.413744036 | 7.控制点高程(m) | 25.23 |
8．高程系 | 85高程系 | 9.测量方法 | GNSS RTK测量法 |
序号 | 测量点 | 10.距离(m) | 11.断面河底高程(m) |
1 | 起点 | 0 | 25.23 |
2 | 测点 | 9.3800503289 | 25.17 |
3 | 测点 | 25.6564252 | 25.10 |
4 | 测点 | 23.9296853876 | 25.01 |
5 | 测点 | 90.6120004981 | 24.95 |
6 | 测点 | 46.9958138605 | 24.91 |
7 | 测点 | 35.465763634 | 24.84 |
8 | 测点 | 38.543768654 | 24.79 |
9 | 测点 | 44.869864775 | 24.73 |
10 | 终点 | 12.4451358471 | 24.69 |
图3.30 断面选取示意图
综上所述，最终得出目标区域的特征参数为：流域面积F=18.1km2，主河道长L=7.7km，主河道比降J=2.4‰
