“流向”的工作原理

获取表面的水文特征的关键之一是能够确定从栅格中的每个像元流出的方向。这可通过流向工具来完成。

该工具把表面作为输入，然后输出一个显示从每个像元流出方向的栅格。如果选择了输出下降率栅格数据选项，则会创建一个以百分比的形式表示的输出栅格，显示从沿流向的每个像元到像元中心之间的路径长度的高程的最大变化率。如果选择了强制所有边缘像元向外流动选项，则表面栅格边缘处的所有像元都将从表面栅格向外流动。

存在八个有效的输出方向，分别与流量可以流入的八个相邻像元相关。该方法通常被称为八方向 (D8) 流向建模，并且遵循在 Jenson 和 Domingue (1988) 中介绍的方法。

流向的编码

计算流向

流向由来自每个像元的最陡下降方向或最大下降方向确定。流向计算如下：

 maximum_drop = change_in_z-value / distance * 100

计算像元中心之间的距离。因此，如果像元大小为 1，则两个正交像元之间的距离为 1，两个对角线像元之间的距离为 1.414（2 的平方根）。如果多个像元的最大下降方向都相同，则会扩大相邻像元范围，直到找到最陡下降方向为止。

找到最陡下降方向后，将使用表示该方向的值对输出像元进行编码。

如果所有相邻像元都比处理像元高，则会将该处理像元视为噪点并使用其相邻像元的最低值进行填充，该处理像元具有朝向本身的流向。但是，如果单像元汇点位于栅格的实际边缘附近或至少具有一个 NoData 像元作为相邻像元，则会由于邻域信息不足而不对其进行填充。要将某个像元视为真实单像元汇点，必须存在所有邻域信息。

如果两个像元彼此流入，则它们都是汇点，且具有未定义的流向。通过数字高程模型 (DEM) 获取流向的这一方法在 Jenson 和 Domingue (1988) 中进行了介绍。

可以使用汇工具标识成为汇点的像元。要获取沿表面的流向的精确表示，应在使用流向栅格之前填充汇点。

参考书目

Greenlee, D. D. 1987. "Raster and Vector Processing for Scanned Linework."Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 53 (10): 1383–1387.

Jenson, S. K., and J. O. Domingue. 1988. "Extracting Topographic Structure from Digital Elevation Data for Geographic Information System Analysis."Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 54 (11): 1593–1600.