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水文分析是DEM数据应用的一个重要方面，利用DEM生成的集水流域和水流网络数据，是大多数地表水文分析模型的主要支撑数据。基于DEM的地表水文分析的主要内容，是利用水文分析工具，提取相关模型所需的水流方向、汇流累积量、水流长度、河流网络（包括河流网络的分级等）数据，以及对研究区的流域进行分割等。
DEM 被认为是比较光滑的地形表面模拟，但是由于内插的原因及一些特殊地形（如喀斯特地貌）的存在，往往使得DEM表面存在着一些凹陷的区域。这些区域在进行水文分析时，由于低高程栅格的存在，容易得到不合理甚至错误的水流方向，因此，在进行水文分析的计算之前，应该首先对原始DEM数据进行洼地填充，得到无洼地DEM。
图1 研究区域Dem数据
ArcGIS软件为我们提供水文相关分析的工具，其中Fill工具是用来进行洼地填充的。在应用Fill工具对DEM数据进行洼地填充分为两种情况：一种是我们可以对所有洼地进行填充得无洼地DEM；另外一种是我们可以根据实际情况，设置洼地深度的填充阀值来进行填充，得到比较结合实际的DEM数据。
图2 Fill工具
在进行设置填充阀值的DEM填充时，我们首先要计算洼地的深度。计算洼地深度时，首先我们应用Flow Direction工具，计算DEM的水流方向；然后应用Sink工具计算得到研究区域洼地；第三步，应用WaterShed工具计算每个洼地贡献的区域；第四步，应用Zonal Statistic工具计算每个洼地贡献区域的最低高程；接下来应用Zonal Fill计算每洼地贡献区域出口处的最低高程；最后应用Rester Calculator计算出洼地的深度。整个过程的计算流程图如下：
图3 洼地深度计算模型图
根据得到的洼地的深度，可以设置洼地填充阀值，然后在ArcMap中利用工具箱中的Fill工具对Dem中的洼地进行填充。
图4 无洼地填充Dem数据 图5 洼地深度大于8m的洼地填充Dem数据
完成填充后，即可得到比较结合实际的DEM数据。
