[发明专利]一种反映地表下垫面类型特征的子流域划分和编码方法

权利要求书

1.一种反映地表下垫面类型特征的子流域划分和编码方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1、基于DEM栅格数据计算流域内各栅格流向和栅格汇流累积量，并基于设定的河道阈值和沟道阈值分别提取模拟河网和模拟沟道，从而将流域栅格分为河道栅格、沟道栅格和坡面栅格，所述坡面栅格为非河道非沟道栅格；

S2、从流域出口开始溯源遍历追迹，并根据不同下垫面类型特征采用不同子流域划分模式将整个流域划分成数目不等的子流域，并对每个子流域进行编号且确定各个子流域流向；

S3、根据各个子流域流向和汇流面积确定上游流入各个子流域的干流、支流关系以及不同下垫面类型特征属性；

S4、根据子流域划分结果、上下游关系和相关特征属性信息，编制子流域汇流关系属性表；

步骤S2中包括几类子流域划分模式，分别如下，

一般河网划分模式：以模拟河网中的连续无分岔的河段为基础，将河段内的所有河道栅格以及汇入各河道栅格的所有沟道栅格和坡面栅格赋值相同的子流域编号，作为一个子流域单元进行处理；其中，无分岔河段的分割点可以是天然河道分岔、人为指定的分割点、湖泊湿地和模拟河网的交界点、平原区和模拟河网的交界点；

湖泊湿地划分模式：将湖泊湿地范围内的所有栅格赋值同一个子流域编号，作为一个子流域单元进行处理；将所有直接流入湖泊湿地范围内的沟道栅格和坡面栅格赋值为该湖泊湿地子流域编号+1，作为一个子流域单元进行处理；将经由河道栅格流入湖泊的栅格按一般河网划分模式处理；流域内湖泊和湿地作为统一系统进行编码，表示对应的水体，编码为从1开始的自然序号；

平原划分模式：将平原范围内的每个栅格作为一个子流域单元进行处理；将所有直接流入同一个平原栅格的非平原栅格赋值相同子流域编号作为一个子流域单元进行处理；如果流入的非平原栅格上游还有平原区栅格，则递归调用平原划分模式；

所述子流域汇流关系属性表包括，当前子流域编号；下游子流域编号，编号等于0则表示无下游；上游子流域个数；上游子流域编号，编号等于0则表示无上游，上游子流域数组大小由流域内所有子流域最大上游个数决定；河道沟道坡面单元标记，标记为2表示河道子流域，标记为1表示沟道子流域，标记为0表示坡面子流域；下垫面类型标记，标记为0表示山区，标记为1表示平原，标记为2表示湖泊，标记为3表示湿地；相对下游关系属性标记，标记为3表示河道干流，标记为2表示河道支流，标记为1表示沟道支流，标记为0表示坡面支流；子流域控制面积。

2.根据权利要求1所述的反映地表下垫面类型特征的子流域划分和编码方法，其特征在于：步骤S1中，所述栅格流向采用D8算法计算得出，即将该栅格流向其周边8个栅格中坡度最陡的栅格的流向作为该栅格的流向；坡度计算为当前栅格高程和相邻栅格高程的差与两者之间距离的比值，比值越大则坡度越陡，当比值为负数，则表示相邻栅格流向该栅格；该栅格与其上下左右的四个栅格之间的距离为1个栅格单位长；该栅格与其对角线上的4个栅格之间的距离为个单位长；所述栅格汇流累积数为根据流向汇入当前栅格的上游栅格数量总和。

3.根据权利要求1所述的反映地表下垫面类型特征的子流域划分和编码方法，其特征在于：步骤S1中，所述河道阈值大于或等于沟道阈值，保证通过沟道阈值能够提取出沟道栅格和河道栅格；若某个栅格的汇流累积数大于沟道阈值，则判定该栅格为待定栅格，否则该栅格为坡面栅格；若待定栅格的汇流累积数大于河道阈值，则判定该待定栅格为河道栅格，否则判定该待定栅格为沟道栅格；所有的河道栅格共同构成模拟河网；所有的沟道栅格共同构成模拟沟道；所述模拟河网用于模拟流域内的河道汇流过程；所述模拟沟道用于模拟地下水-沟道产流过程，沟道产流量直接进入河道。

4.根据权利要求1所述的反映地表下垫面类型特征的子流域划分和编码方法，其特征在于：步骤S3中某子流域上游流入子流域的干支流关系确定方法为，根据上游子流域出口河道栅格汇流累积量大小，取最大的那个子流域作为河道干流，其余的作为支流；如果流入的支流子流域有河道栅格，则作为河道支流；如果流入的支流子流域没有河道栅格但有沟道栅格，则作为沟道支流；如果流入的支流子流域既没有河道栅格也没有沟道栅格，则作为坡面支流；在对上游子流域进行编码时，按照坡面支流、沟道支流、河道支流、干流支流的顺序依次进行赋值。