13.2. 利用Tau DEM 探索水文分析#
使用数字高程模型（Tau DEM ）的地形分析环境包含一套工具，特别强调水文和地表流分析。
GRASS 和 SAGA 还包含一些计算相似参数的算法，但是 Tau DEM 在单个位置具有一套全面的工具。
我们将继续使用提供的ZIP文件中的数据，我们需要以下文件：
高程文件( dems_10m.dem ，可在
GRASS数据文件夹中找到)Gauge shapefile文件( gauge.shp )
河流文件( hydl.shp )
为了探索 Tau DEM 的功能，
我们将描述加利福尼亚州克拉马斯堡镇上游的Sun Creek流域的特征。
为此，我们将执行以下任务：
从 DEM 中移除凹坑。
计算整个景观的流向。
计算克拉马斯堡上方的上游区域。
计算一个流网络栅格网格。
创建一个特定于分水岭的矢量流网络。
关于安装Tau DEM 的提示
使用 Tau DEM 需要您仔细遵循特定操作系统的说明，
如 http://docs.qgis.org/2.6/uk/docs/user_manual/processing/3rdParty.html这个特定的库比 Mac OS X更容易在Windows和Linux上安装和运行。
Tau DEM 要求初始输入为 ".tif" 文件而不是我们在本章中使用的 ".dem" 文件。
所以，我们的第一个任务是将原始的 Crater Lake``高程图层导出到 ".tif" 文件。
我们可以通过右键单击 ``DEM 并单击 Save As 。
默认情况下，QGIS提供GTiff作为导出选项。
我们只需要指定一个新的输出文件，就可以开始使用 Tau DEM 工具。
有关访问其他库的提示
请记住，为了通过其他提供程序访问任何可用的算法，我们需要确保处理工具箱设置为 高级接口 。
13.2.1. 从 DEM 中移除凹坑#
在使用任何水文算法之前，无论算法提供者是谁，我们都需要确保 DEM 经过水文校正。
这意味着我们需要确保它的行为就像自然景观，在自然景观中，地表水流在景观中流动，
不会被困在 DEM 中的凹坑或洼地中。
为了达到这个目的，我们将在新的 DEM 文件上使用 `` Pit Remove `` 工具，
如 图 13.7 所示。
请注意， DEM 看起来不一定有什么不同，但是单元的行为方式将更适合于建模曲面流。
图 13.7 pit remove设置#
13.2.2. 计算整个景观的流向#
这是我们将用于执行其余计算的高程网格。
我们的下一步是使用 D8流向 工具创建两个网格：
D8流向网格（计算数据在每个网格单元中的流向）和D8坡度网格（计算每个网格单元的坡度值）。
为了举例说明，我们将只使用D8工具，但还有使用 D-Infinity 算法的其他选项。
下一个截图说明了使用新的去除凹坑的高程层填充此工具：
如 图 13.8 所示。
图 13.8 D8 Flow设置#
13.2.3. 计算克拉马斯堡上方的上游区域#
这两个网格覆盖了 DEM 的整个区域，
但是我们仅对评估 "Fort Klamath" 上游的 "Sun Creek" 上的分水岭感兴趣。
USGS监测站对许多河流进行了监测，这些监测站可以用作描述上游贡献区域的兴趣点。通常情况下，较小的流通常不受监控，即使它们对当地社区很重要。因此，我们可以创建沿流网络定义的任意出口点。为了将我们的分析重点放在"Sun Creek"，我们将使用量规shapefile，并将通常被称为倾点的位置用作出口。
我们将使用 D8 Contributing Area 用于识别通过此倾点的单元的工具。
换言之，我们将计算"Sun Creek"上这个特定点上方的分水岭。
下面的截图显示我们需要D8流向和仪表形状作为输入。
为了简单起见，我们将使用所有的算法默认值，但需要澄清的是，这些参数可能需要根据本地条件进行更改。
如 图 13.9 所示。
图 13.9 D8 Contributing Area设置#
13.2.4. 计算流网络栅格网格#
结果输出看起来类似于分水岭边界，并且可以使用 r.to.vect 工具。
然而，除了确定有助于流域面积外，我们还可以对排放该流域的潜在河流网络进行建模。
如果我们把提供的河流( hydl.shp )可见，我们可以看到它的分辨率相对较低，对于这样大的分水岭，
可能还有其他较小的支流，我们可以从地形中提取。
为了达到这个目的，
我们将使用 Stream Definition By Threshold 工具并为"Sun Creek"输入"D8"贡献区域，
如 图 13.10 所示。
图 13.10 Stream Definition By Threshold设置#
13.2.5. 创建特定于分水岭的矢量流网络#
本质上，该算法可识别值大于默认阈值100的网格单元。
数值大于阈值的单元表示高流量累积区域；
换句话说，景观中累积地表流量并表示潜在河网的区域。
最后一步是从栅格流网络中提取矢量层。
为了达到这个目的，
我们将使用 Stream Reach And Watershed 工具并填充界面，
如 图 13.11 所示。
图 13.11 Stream Reach and Watershed设置#
在本例中，我们选择创建一个分水岭。
但是，如果我们想确定每个河段的次级流域，
则可以为 Delineate Single Watershed 选项选择 "NO" 。
下一个屏幕快照中显示了原始河流所在的流域和河流到达的shapefile，
显示了城镇上游潜在地表水流的改进可视化：
如 图 13.12 所示。
图 13.12 结果显示#
希望这个简短的练习展示了 Tau DEM 在利用高分辨率高程数据探索水文条件方面的潜在应用。
尽管最终的结果只包括水如何流过地表的模型，
与提供的河流shapefile文件和生成的河网shapefile文件的清晰对齐表明，
默认假设对于从用户指定的倾点划定流域和估计该流域内的潜在河网非常有用。