水文分析之水流方向的确定

在DEM中做水流方向分析主要用到D8算法。

关于D8算法

A、如果最大落差值小于0，则赋以负值以表明此格网方向未定；

B、如果最大落差值大于或等于0，且最大值只有一个，则将对应此最大值的方向值作为中心格网处的方向值；

C、如果最大落差等于0，且有一个以上的0值，则以这些0值所对应的方向值相加。在极端情况下，如果8个邻域高程值都与中心格网高程值相同，则中心格网方向值赋以255；

D、如果最大落差值大于0，且有一个以上的最大值，则任选一个方向作为水流方向。

被处理栅格单元同相邻8个栅格单元之间坡降的算法为：

[Slope=D_{Z}/D_{i}]

式中:

Slope为两个栅格之间的坡降；

Dz为两个栅格单元之间的高程差；

Di为两个栅格单元中心之间的距离。

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在实际中计算水流方向的方法是采用九宫格来计算，即将中心单元的高程值与邻近八个单元的高程值进行对比。即使是最外围那一圈不足九个单元，也可以就邻近的单元来算，假装成九宫格。可以下图为例。

（1）最外围的例子。如左上角第一个单元格，值为78，其邻近单元格中高程值最低的是右下角的高程值为67的单元格，再根据流向的值可推断出该单元的流向是2。以此类推得出最外围的流向值

（2）非最外围的例子。如第二行第二列的单元格，高程值为67，在其邻近的8个单元格中，高程值最小的是44。也就是相对于高程值为67的单元格而言，它在其东南方向，再根据流向的值可推断出该单元的流向是2。

（！！怀疑下图的个别单元格流向有误）