通过地形指数提取流域自由水蓄水容量空间分布的方法与流程

技术特征：

1.一种通过地形指数提取流域自由水蓄水容量空间分布的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，提取目标流域的DEM栅格数据；

步骤2，利用提取出来的DEM栅格数据计算地形指数栅格；

步骤3，统计地形指数栅格累计曲线，利用地形指数累计曲线与张力水蓄水容量曲线之间的维布尔函数关系计算得到地形指数曲线方程；

步骤4，将地形指数曲线方程与自由水蓄水容量方程联立，求解出地形指数与自由水蓄水容量之间的函数关系；

步骤5，根据地形指数与自由水蓄水容量之间的函数关系求解出地形指数栅格单元上对应的自由水蓄水容量，从而得到目标流域的自由水蓄水容量空间分布。

2.如权利要求1所述的通过地形指数提取流域自由水蓄水容量空间分布的方法，其特征在于，所述步骤1中利用地形信息系统软件ArcGIS构建地理处理工作流，包括以下步骤：

1.1填洼；

1.2计算流向；

1.3设定流量阈值，计算汇流流量；

1.4确定流域出口站点；

1.5提取目标流域。

3.如权利要求1所述的通过地形指数提取流域自由水蓄水容量空间分布的方法，其特征在于，所述步骤2中地形指数计算步骤包括：

2.1由流域DEM数据经过填洼，计算流向，计算汇流得到累计流量栅格Acc；

2.2由流域DEM数据计算得到坡度栅格grad；

2.3由公式计算得到目标流域地形指数栅格。

4.如权利要求1所述的通过地形指数提取流域自由水蓄水容量空间分布的方法，其特征在于，所述步骤3中计算地形指数方程的步骤包括：

3.1统计地形指数累计频率曲线；

3.2利用地形指数累计频率曲线与张力水蓄水容量曲线所成的维布尔函数关系与张力水蓄水容量方程所组成的方程组解出地形指数曲线方程ln(Ti-Timin+1)＝α×{-ln[(1-a)¹/b-1]}^1/β；

式中：Wi是单个网格张力水蓄水容量；Wmm是流域最大张力水蓄水容量；Ti为网格单元地形指数值；Timin为流域最小地形指数值；α为反映网格大小的尺度参数；β为形状参数；a是流域中小于等于Wi的面积比例；b为张力水蓄水容量曲线方次。

5.如权利要求1所述的通过地形指数提取流域自由水蓄水容量空间分布的方法，其特征在于，所述步骤4中建立地形指数与自由水蓄水容量函数关系的方法，是地形指数曲线方程与自由水蓄水容量方程联立，解出地形指数与自由水蓄水容量函数关系：

$1-\frac{Si}{Smm}={\{1+EXP\[-{\[\frac{1}{\mathrm{\α}}\×ln(Ti-Timin+1)\]}^{\mathrm{\β}}\]\}}^{b/EX}$

式中：Si是单个网格自由水蓄水容量；Smm是流域最大自由水蓄水容量；EX为流域自由水蓄水容量方次。