当我对LiDAR数据集进行概括，将其转换为整数DEM并填充接收器时，一切都很好，并且我可以轻松地创建看起来非常概括的模型。但是，我想为大型地图生成详细的站点模型，这就是我遇到的问题。
我应该指出，大多数问题都发生在平坦地区。
我希望排水网络能够准确地跟踪地形，但是当我使用整数创建排水网络时DEM输入产生的流非常普遍，并且经常在不应出现的区域中“断开连接”。溪流甚至没有紧紧跟随地形中的自然山脊。还有很多“孤立”或“无处可去”的细分。当我使用浮点DEM输入时，生成的排水网络是详细而准确的，但与孤立流的连接非常疏离，成簇且“乱丢”。
我怀疑我的问题出在数据准备中；整数vs浮点栅格DEM输入，正确填充汇等，还是我必须以某种方式处理表面数据才能首先创建“水文学上正确的”输入DEM？
有人可以描述使用高分辨率LiDAR创建连续排水网络和集水区的正确方法吗？
到目前为止，我用整数DEM输入创建模型取得了更大的成功。但是，这对于进行详细的大规模分析并不理想：
第一个附加图像是由整数DEM输入生成的模型。圈出了几个明显的问题区域。请注意，实际上看似主要的排水通道中有一条溪流。我添加了非常通用的流版本。
编辑：正如我已经提到的，我从整数DEM输入创建模型方面取得了更大的成功。以下屏幕截图说明了为什么会这样。尽管整数DEM输入存在许多问题（如上所示），但它仍然产生了排水网络，尽管不符合地形特征，但排水网络的连接较少。正如您在下面的图像中直接看到的那样，使用浮点DEM输入会产生一个非常断开的群集网络，上面充满了小的孤立段。
从浮点DEM生成的流累积栅格
从整数DEM生成的流累积栅格
>据我所知，这两种方法均会产生截然不同的结果，这两种方法都无法用于详细的模型。
编辑：很抱歉使这篇文章越来越长（也许我没有用英语表达清楚）为了进一步说明使用浮点DEM作为输入的问题，我将附加结果链接产出以及由此产生的分水岭。我期望的是一个连续的河流网络，整个盆地覆盖的整个区域相互流入。
由浮点输入DEM产生的流链接：
由浮点输入DEM产生的流域盆地：
以下是一个示例（附近区域，相同的数据），其中由于使用整数DEM输入而改变了盆地的整个流动方向：红色箭头表示模型的流动方向，蓝色箭头表示方向实际流量。 （蓝线-实际流，红色网络是LiDAR派生的流网络Strahler顺序）
数据链接：https://www.yousendit.com/download/MEtSOGNVNXZvQnRFQlE9PQ
（将于2011年5月13日到期）
#1 楼
您是否考虑过使用GRASS GIS分析？我有经验，GRASS算法在水文学分析方面具有很好的准确性。例如，我想在DTM上生成分辨率为5x5m的排水网络之类的东西。我已经比较了ArcMap中的工具（包括ArcHydro Tools），您可以在第一张图片（红线）上查看结果。然后，我尝试使用GRASS GIS函数“ r.stream.extract”，结果如图2所示（红线）。两条排水管线的导管面积均为3公顷。确实不同，并且与真实流相比具有相当的准确性（图3，真实流为蓝色）。 GRASS GIS具有许多水文工具，即用于生成集水区的工具。
评论
很有意思！使用ESRI工具，您可以产生与我看到的相同的错误。这使我相信ESRI算法根本无法处理高分辨率数据。这几乎可以回答这个问题。感谢视觉效果-太棒了！我几乎没有使用GRASS工具进行分水岭/排水系统分析的经验。如果您能向我介绍基本的“使用方法”教程，将不胜感激。
–雅库布·西萨克地理图形学
15年12月18日在21:02
只是想说这很棒！与我的一位同事在我们的Lidar数据集上进行了一些初步测试，并且初步结果看起来非常有希望。大量的功能和参数，甚至还可以添加一些制图功能。结果与实际流匹配。还可以发现ESRI算法的过时程度-自80年代中期以来一直没有变化。这解释了很多。谢谢！
–雅库布·西萨克地理图形学
2015年12月19日的15:00
我很高兴为您提供帮助！我喜欢GRASS GIS，可以进行大量的水文分析，并获得很好的结果。就像您说的那样，ESRI确实过时了。我什至不知道他已经过时了。如果您想尝试更多的水文分析，请查看以下页面（也许您已经拥有）：grasswiki.osgeo.org/wiki/Hydrologic_Sciences和grass.osgeo.org/grass70/manuals/topic_hydrology.html。
– david_p
2015年12月21日在13:38
我认为GRASS GIS只有一个缺点，它是用于图层的特殊本机环境。对于那些也不了解GRASS的人来说有点烦。但是过了一会儿，您就不习惯了。
– david_p
15年12月21日在13:42
#2 楼
就生成水文正确的高程模型（也称为排水强制模型）而言，据我所知，它仍然是最好的模型。该程序用于生成加拿大国家海拔数据集（CDED，讽刺地存储为整数米）。同样，ArcGIS中的TopoToRaster工具在后台使用Anudem（当前版本为修订版本或落后版本三）。USGS对美国模型Delta3D by AverStar使用了不同的程序，但是当我询问时（十年前），它是一个自定义程序，没有现成可用（尽管有几万种，他们已经适应了我们的需求）。
我不知道用于生成排水强制高程模型的任何其他工具，但是我很想听听它们。
评论
我实际上尝试过，但是toold崩溃了很多。我使用了LiDAR派生的轮廓（2K x 2K子集），然后删除了一些无关紧要的轮廓以简化表面，并尝试使用TopoToRaster，但它一直在消失。 （轮廓折线错误中的点太多）我应该只是尝试点高程吗？
–雅库布·西萨克地理图形学
2011年5月6日13:27
谈到CDED，我遇到了整数舍入和由此产生的“露台异常”问题的各种问题（仍未解决）。
–雅库布·西萨克地理图形学
2011年5月6日13:31
通过使用LiDAR点作为点（点）输入，我可以使用TopoToRaster工具成功创建“水文学正确的”表面。我创建了2个具有不同输出像元大小的曲面：2和4。结果流量累积栅格遭受相同的问题。我开始怀疑这不能在ArcGIS中完成。我还要指出，运行TopoToRaster需要花费很长时间。
–雅库布·西萨克地理图形学
2011年5月6日17:20
#3 楼
回到大学时，我从事的项目做得很好。我不是水文学家，也没有完成该项目（已毕业），但是您可能想检查一下：TauDEM 5.0
从我记忆中可以看出来相当好。它是一个免费工具，可能正是您所需要的。
编辑：仔细阅读您的问题后，我相信这正是您需要的工具。正如您所描述的，它没有断开连接，所有流都继续向下游移动，即没有孤立的流。大多数DEM仅使用8个可能的方向（N，E，S，W和NE，SE，SW，NW）来计算流向。这导致不自然的流动。 TauDEM具有加权方向，可以360度流动。它将具有更自然的流程，而我认为将是更准确的流程。
此外，如果您有多个核心，它将利用它们。使用高分辨率的LiDAR，TauDEM应该可以相当迅速地处理您需要的内容。
评论
我会第二！当TauDEM具有可用的D无限流方向时，D8流向将对高分辨率数据产生不良结果。另外，请记住水文流量模型的意图。更大并不总是更好（分辨率明智）。与模型相比，超高分辨率DEM更是您的问题。激光雷达派生的DEM固有地具有真实的“噪声”，从未在流量模型中使用。我强烈建议您缩小DEM的尺寸。
–杰弗里·埃文斯（Jeffrey Evans）
13年1月16日在20:00
也可以查看SAGA GIS软件。我想指出，这不是一个与DEM有关的问题，因为在每种不同的流量累积方法（即D8，Dinfinity等）中，信息（即x，y，z）始终相同。 。在SAGA GIS中发现的并行处理也可以相当快速地处理激光雷达数据。我已经将这些方法用于大量计算，并且效果很好。关键是要正确地预处理数据。即燃烧排水结构（涵洞，桥梁）并填充它们，然后进行流量累积计算！
– reima
2014年10月3日13:18
Tau dem也具有多处理器功能
–如果您不知道GIS
15年12月16日在12:37
#4 楼
谢谢大家的贡献。我已经得出结论，全分辨率LiDAR表面不适用于这种类型的分析。评论
这篇文章，地形数据集，使用它们的十大理由，使我想到DEM栅格表面只是在您的情况下使用的错误数据模型。我们拒绝将TIN用于我们的高程模型，因为这些面在实验中产生了太多的假象。但是，我们的源数据是轮廓线，而不是像激光雷达一样的密集的点高场。
–马特·威尔基
2011年5月17日下午16:25
#5 楼
专门针对使用整数或浮点数的问题：整数最适合速度，存储，并避免了由于舍入误差而引起的某些漂移。但是，在使用整数时，请勿将米用作Z（高程）值！将垂直单位更改为厘米或毫米，或者将其保持为米，并缩放具有相同效果的值（乘以100或1000）。如果这样做不可行，请使用浮点。坡度和高宽分析以及其他2阶和3阶导数对基于米的整数高程的原始性特别敏感。
请参阅地形分析：原理和应用（约翰·彼得·威尔逊和约翰·C·加兰特），特别是第2.7.2节“高程单位和垂直精度”，以及数字高程模型的地貌特征（Jo Wood），搜索“整数舍入”。这些文件都很重要。我首先通过有关使用ANUDEM软件为澳大利亚建立第一个大陆高程模型（约2000年）的文档中的问题进行了简明易懂的描述，从而意识到了这个问题，但是我现在无法找到它。
评论
谢谢马特。好东西。我将尝试并报告。很多非常有趣的信息。感谢您为此付出的努力。
–雅库布·西萨克地理图形学
2011年5月6日13:20
当我将输入栅格乘以1000时，得到的结果与以前相同。我尝试了整数和浮点数。在这两种情况下，结果流量累积栅格几乎相同。尝试使TopoToRaster技术起作用。
–雅库布·西萨克地理图形学
2011年5月6日14:26
#6 楼
不知道这是否有帮助，但我不久前在水电网络上写了一篇博客，内容为1cm LIDAR DEM。可能有一些掘金给您。http://www.thadwester.com/1/post/2011/03/hydrologic-networks.html
评论
谢谢。获得一个连续的“流向”栅格，从中可以得出可用的排水网络，尤其是在平坦区域，这似乎是我的主要任务。您能否描述一下如何在ArcGIS中使用D8方法生成流向栅格？
–雅库布·西萨克地理图形学
2012年3月30日15:33
只是添加到此。我认为现有算法不是无限的-好像它有一个截止参数，如果它确定可能存在内存问题，就不允许它跟踪上游的流量。
–雅库布·西萨克地理图形学
2012年3月30日15:36
您可以在Arcgis中创建流向栅格。如果您没有能力，我可以为您运行。
– Thad
2012年10月10日12:39
抱歉，我的意思是上面评论中的流量累积，而不是流量方向。这是本问题中描述的最初问题。当在低洼地区使用密集的激光雷达数据运行时，流向工具工具不会产生可用的结果。实际上，使用浮点栅格会产生无法修复的错误，而使用整数栅格会使数据过于泛化。就目前而言，仅使用ArcGIS工具从LiDAR数据中得出准确的排水模型是不可能的。
–雅库布·西萨克地理图形学
2012年4月10日12:50
我不明白数据的密度有多重要。我使用的数据是1 cm ^ 2。方式更密集。让我下载您的数据，我会尽力的。
– Thad
2012年10月10日12:59
#7 楼
只是想我会在这里添加更多要考虑的内容。我现在在质疑流域盆地的划定过程是否可行。我有一个已经手动编辑的模型，并且我不断遇到错误的区域。我认为我完全不能依靠ArcGIS计算机生成的模型...
评论
另请参阅相关问题：确定流梯度的工作流程？阴影来自哪里？ （黑色）流量累积结果似乎并非来自山坡高程。也许您可以向我们展示相同的地图，但使用用于获取流量累积值的网格的山形阴影表示。
对。我应该提到这一点。山体阴影来自同一网格。 （黑色流网络是从“流链接”栅格派生的流命令（Strahler）。此地图上除流（蓝色）的位置以外的所有内容都是从同一网格生成的。
对于缩小复杂问题的建议是使用一个简单的测试用例。从原始栅格源中剪切一小段，然后尝试按照您想要的方式进行操作（例如，保持浮动状态）。一定要始终填充水槽。仔细检查每个步骤的输出，以确保其“看起来正确”。
雅库布（Jakub）我也遇到同样的问题。你并不孤单！我之前得到的答案是不使用LiDAR数据创建排水网络...