基于地理信息技术的辽宁省10km2以上河流分布及特征探析

岳亮亮

(辽宁省江河流域管理局，辽宁 沈阳 110003)

河流湖泊是水资源的重要载体，是水利工作的主要对象。通过开展河流基本情况普查，对河流的数目及河流特征分布进行全面系统的调查，通过调查数据为区域的水资源综合利用以及区域经济社会的协调发展规划提供重要的数据支撑。当前，对于河流数字化调查的主要方法为采用地理信息技术进行内业河流提取工作，国内对河流数字化提取研究成果较多，该项技术也较为成熟，为此本文采用地理信息技术，结合多源遥感数据对辽宁省10km2以上河流进行了数字化调查，在数字化调查的基础上，对辽宁省河流时空分布特征进行研究。

1 研究采用数据

结合辽宁省高分辨率的DEM数据，水系轴线以及遥感影响数据，结合地理信息技术对辽宁省10km2以上河流进行了数字化调查，并统计了河流的不同属性分布。各遥感数据源如图1所示。DEM主要用于计算水流方向、计算汇流累积量、生成河流网络以及生成流域边界，从中提取10km2以上河流。水系轴线的主要作用是作为参考数据，对DEM提取的河流进行修正。遥感影像数据主要用于辅助调整DEM提取结果，对提取错误的河流进行修改，对提取偏移的河流进行校正。水利普查灌区渠道数据主要用于调整DEM提取的河流，以及对平原区的河流提取进行补充。

图1 研究采用的数据

2 研究成果

2.1 以水系为单元的河流时空分布特征分析

2.1.1 河流数量分布统计结果

采用地理信息化技术，对辽宁省10km2以上河流进行了数字化调查，按照全省各水系统计了河流数目的分布，河流数目分布结果见表1。

表1 辽宁省10km2以上河流各水系数量分布统计结果

从表1中可知，辽宁省山区河流总数为3426条，平原河流为117条，山区河流占总河流数量的96.7%，在各水系中，辽河水系较多，为1491条，占总数的42.1%，且面积在2000km2以上的河流多于其他水系，为26条，为辽宁省第一大河。松花江水系河流分布较少，仅占河流总数的0.48%，辽东湾西部沿渤海诸河面积在4000km2以上的河流数目最少，均集中在5000km2以下。

2.1.2 河流长度分布统计结果

在河流水量分布统计的基础上，对各水系的河流长度空间分布进行了统计，统计结果见表2。

表2 辽宁省10km2以上河流长度空间分布统计结果

从表2中可以看出，辽河的平均河长最大，达到了944.1km，辽东沿黄海诸河及辽东湾沿海诸河平均河长最小，为12.8km，全省55.7%的河流长度在2～10km之间。100～1000km的河流数量最少，为42条。长度在1000km以上的河流仅分布在辽河水系，其他水系河流长度均低于1000km。

2.1.3 河流比降分布统计结果

对辽宁省10km2以上河流比降进行了各水系的分布统计，分布统计结果见表3。

表3 辽宁省10km2以上河流比降分布统计结果

从表3中可以看出，全省比降分布较为集中，主要集中分布在0.001%～3%以下，占河流总数的80%，YLJ水系河流平均比降最大，达到1.84%，且河流比降在9%～11%数目最多，为3条，松花江水系平均比降最小，为0.92%。

2.1.4 河流弯曲度分布统计结果

对河流弯曲度进行了各水系的分布统计，分布统计结果见表4。

表4 辽宁省10km2以上河流弯曲度统计结果

从表4中可以看出，辽宁省河流弯曲度主要集中在0.5～1.3之间，弯曲度在1.3以下为平直河流，1.3以上为弯曲型河流，可见，辽宁省64%的河流属于平直河流。26%的河流属于弯曲型河流，从分布结果可看出，滦河的弯曲度最大，辽河弯曲度最小，达到1.20，属于平直河流。

2.1.5 河流平均宽度度分布统计结果

对辽宁省10km2以上河流在各水系的平均宽度分布进行了统计，统计结果见表5。

表5 辽宁省10km2以上河流平均宽度统计结果

从表5中可看出，辽宁省38%的河流平均宽度在2～3km之间，约29%的河流平均宽度在0.1～2km之间，即67%的河流的平均宽度低于3km，滦河水系河宽最大，平均宽度达到4.03km，辽东湾西部沿海诸河水系河宽最小，平均宽度为3.07km，但各水系河流平均宽度差异性较小。

2.1.6 河流级别分布统计结果

对辽宁省10km2以上河流在各水系的河流级别分布进行了统计，统计结果见表6。

表6 辽宁省10km2以上河流级别统计结果

河流级别为0代表为干流，其他级别代表为支流水系，从表中可看出，3级河流分布较多，其次为2级河流，7级河流条数仅为1条，辽河3级河流数目较多，松花江水系无1级河流。辽东沿黄海诸河干流最多，其次为辽东湾西部沿海诸河水系。

2.1.7 河流密度统计结果

对辽宁省10km2以上河流在各水系的河流密度分布进行了统计，统计结果见表7。

表7 辽宁省10km2以上河流密度统计结果

河流密度表征河流水系的发育程度，从表中可看出，全省83.4%河流密度处于中等发育程度，水系密度较高的河流主要分布在辽河以及辽东湾西部沿海诸河。辽东湾西部沿海诸河的河流密度最大，达到0.48，滦河水系的河流密度最小，达到0.36，各水系河流密度之间的差异性较小。

2.2 以行政分区为单元的河流分布结果

在水系统计分布的基础上，以行政分区为单元，对辽宁省各市河流的分布情况进行了统计，统计结果见表8。

从表中可以看出，朝阳地区河流数目最多，为518条，但74.7%的河流主要分布在10～50km2的中小河流。盘锦地区河流数目最少，但其平原河流数目较多，达到14条。沈阳和鞍山地区流域面积超过5000km2的大河最多，均为5条，主要为辽、浑、太等大河。沈阳地区的平原河流较多，达到29条，达到平原河流总数的24.8%。

3 结论

(1)地理信息技术为辽宁省10km2以上河流数字化调查提供了较好的技术平台，通过外业实地勘测对比，地理信息技术提取的河流精度基本可以85%以上。

表8 辽宁省10km2以上河流在各市分布统计结果 单位：条

(2)河流数字化调查成果可以为辽宁省河流综合治理规划提供较为重要的数据支撑，也可以作为辽宁省河长制管理的第一支撑数据。

[1] 文俊. 基于高分辨率SAR图像的道路和河流提取方法研究[D]. 长沙理工大学, 2015.

[2] 卞琼. 基于worldview2的高分辨率遥感卫星影像河流提取研究[D]. 西安建筑科技大学, 2013.

[3] 沈占锋, 夏列钢, 李均力, 等. 采用高斯归一化水体指数实现遥感影像河流的精确提取[J]. 中国图象图形学报, 2013, 18(04): 421- 428.

[4] 穆长军. 辽宁省东部山区中小河流生态治理方法探究[J]. 水利

规划与设计, 2016(01): 71- 72+79.

[5] 高胜蓝. 基于DEM的河流提取和制图研究[A]. 福建省土地学会. 福建省土地学会2012年年会论文集[C]. 福建省土地学会, 2012: 5.

[6] 陈爱军, 魏祥泉, 朱兵. 卫星遥感图像中河流的快速提取方法[J]. 红外与激光工程, 2006(S4): 268- 271.

[7] 管伟瑾, 曹泊, 王晓艳, 等. 河流信息提取方法比较[J]. 人民黄河, 2017, 39(02): 51- 55.

[8] 赵静. 并行密度聚类算法在河流数字化并行提取中的应用研究[J]. 水利技术监督, 2017, 25(01): 39- 41+84.

[9] 彭云龙, 王婕婷, 赵志军. 基于DEM的庐山地区水系的提取方法与应用探究[J]. 地理教学, 2016(18): 57- 59.

[10] 石小林. 遥感影像图的目视判读方法[J]. 地理教育, 2012(11): 39- 40.