基于GIS提取流域河网密度研究的意义分析

陈红

摘要：河网密度反映了一定区域范围内河流的密集程度。本文通过对GIS的介绍以及利用GIS对河网密度的测量揭示出如何对这些区域的水文状况等进行有效的分析与研究。

关键词：GIS；流域；河网密度

据统计在我国境内大大小小的河流的长度和约有420000000米，其中流域面积达到在10000公顷以上的就有50000余条。从径流资源上来看，径流的总量约有26万亿立方米， 世界排名第三位[1]。而河流地域分布呈现出的是东多西少不平衡现象。 由于各地区河流的干、支流以及流域面积都各不相同，使得我国从全国范围内来看，呈现出流域河网密度不均匀的现象。而如何利用好GIS及其相关技术来提取某些地域的河流流域的河网密度是很有研究价值与意义的[2]。

一、关于对GIS的一些认识

一般来说是GIS主要以测绘、测量为基础并且以数据库作为基本的数据源，同时用电子计算机编程来作为平台进行全球空间分析的即时技术。 GIS是把已经建立的地理空间数据库作为基础，运用有关地理模型的分析方式和方法并且能够适合时宜的提供多种动态的空间地理信息，为地理工作研究者们提供有效的地理研究、11地理决策和有关方面服务的计算机系统，GIS具有以下三个主要的特点：

GIS具有空间性和动态性特点，具备一定的地理信息的采集、分析、管理和输出多的能力； GIS以地理研究和决策为主要目的，把模型化方法作为主要的研究手段同时可以进行区域的空间分析能力、多元要素的系统综合分析能力和具体信息的动态分析预测能力，进而可以在某些情况下用来生成一些相对来说具有高层次水平的的地理、地质信息[3]。由于GIS是以计算机技术系统作为支持的，所以它具有对空间上的地理信息和数据进行管理的能力，而且还可以用它的相关计算机程序去演示和模拟常规的、非常规的或者说是专业的地理学的分析方法。这样就可以进一步的作用于空间数据、产生有用信息，而这些任务对于仅仅用人工的方法是绝对无法完成的。

二、对流域河网密度的认识及其研究意义

1. 河网密度的定义

河网密度是一定流域结构的重要的标准，它的定义可以表述为：单位流域面积内干、支流的总长和，流域河网密度反映了一定流域的水系分布的密度情况。

2. 河网密度的计算公式

流域的河网密度可以简单用公式[16]：V=L/A，在这个公式来表述，公式中的V表示一定河流流域内的河网密度，L就是流域内全部河流 （含干流、沟渠以及支流）的总和长度，A是该流域的流域面积。1953年Chebotarev将公式进一步的演绎表示为：D=L/A=nl/na=l/a。

在这个公式中D[18]表示的是河网密度，L和A分别表示的河流主干以及支流总的长度和流域的总面积，n表示汇入主流的支流数目或者说是河段数目，而l和a分别表示平均河长和平均河面积，这个公式无非是上个公式进一步的延伸和细化。

三、 GIS河网密度的研究价值和研究意义

一般情况下流域内的河网密度与流域内发生洪涝灾害的可能性有关，因为流域内的河网密度越大就一定程度上表示在一定范围内河流的密集程度很大，话句话就是河流的支流会很多。这种情况下一旦上流连续的强降雨就会导致下流支流的水面升高，导致洪涝灾害。此外河网密度与气候、下垫面之间存在的关系也在一定程度上会导致洪水的危害。一般来说土壤渗透力差、降雨量大的流域河网密度都会很大，同时从气候条件的角度来看，自然界为了及时将自己的外表径流向外排放，必然“创造”出一定的河流网络与之对应，这就形成了不同流域的不同河网密度。总之，流域河网密度大的地方发生洪涝灾害的危险更大一些，流域河网密度小的地方则发生洪涝灾害的危险性或者可能性相对小些[4]。

传统计算河网密度是主要针对一定流域的，也就是说对于每一个流域来讲都有它自己的流域河网密度，也就是象上面我们演绎的一样用河流总长度除以河流的流域总面积。而河流流域内部是不均匀的，也是具有疏密程度的不同的。因此人们常常在实际计算中，用一定数目和规格的网格来套在一定流域水系的流域水系图上，进而在统计出每个网格内的河流的长度，然后再除以网格的面积。显而易见，用这种手工测量和计算的方法来计算某一流域的河网密度的工作量是十分大的，而且也未见得精确

从专业技术的角度来说，GIS主要是用以表示人们居住和生存的客观现实环境的现实的与已经变化迁移了的各种各样的空间信息数据以及描述这些空间信息数据的特征、特点和属性。 而如果我们单单从通俗的角度来讲，地理信息系统 是整个世界范围内或者是部分特定区域内的环境和资源在计算机系统上的缩影；GIS的主要支持性技术是计算机科学技术，随着计算机技术和现代化信息技术和信息化基础设施的发展，这一学科以及相应的技术也得到了很大程度上的发展。进入到二十世纪80、90年代以后，GIS在世界范围内得到了从来没有过的关注和重视，学科的发展速度达到了空前化的程度。GIS开始大范围的的应用在各个领域，创造出了很大的经济上的效益和社会上的效益。

近些年来，有人将将GIS与RS技术有机的结合起来，根据它所提供的数字高程模型DEM来得出一些遥感三维影象数据。并用这些数据来模拟显示和预测洪水淹没场景进行洪水灾害的评估，这种应用已经成为GIS在水文方面的主要研究领域。

参考文献：

[1]刘耀彬中部地区区域经济发展的极化分析[J]长江流域资源与环境，2006，15（6）

[2]薛敬华改革开放以来湖北省城市化与经济协调发展研究[J]湖北大学学报（自然科学版），2007，29（3）

[3]，刘耀彬，杨益明区域城市化水平地域差异及影响因素的灰色关联分析--以湖北省为例[J]世界地理研究，2003，12（3）

[4]王树婷，张敏，刘成武等国家地理标志产品京山桥米的保护分析[J]湖北农业科学，2010，49（7）endprint