流域提取，或者叫集水區提取，是根據河流、流向和出水口共同確定其空間範圍。從水文學和地理學上，其區域必須是與河流有對應關係。所以，在流域提取之前，必須指定河流。河流資料可以從dem資料提取，也可以從已有的向量河流中轉化過來。
如果河流資料是從dem中提取的，那麼對河流的劃定就一定要仔細，必須要對流量柵格進行正確的估算，以確保河流的尺度，這樣通過符合研究口徑的河流才能正確的提取出所對應的流域。流量計算和河流提取，可以分別參考《arcgis水文分析實戰教程（5）細說流向與流量》和《arcgis水文分析實戰教程（6）河流提取與河網分級》的內容。
上述的這種情況一般都是比較理想的。所謂的理想，就是河流和流域資料都是出自於同乙份dem，原則上重合得比較好。但如果研究的物件是已經劃定的向量河流，從向量河流轉換成柵格河流去參與計算，兩份資料之間會存在差距，往往會導致結果偏差很大。如果是研究小流域，這些小流域一般都是一些不顯眼的小河流，甚至很少能在地圖上查詢出來，那麼通過dem方式直接提取流域，能很好的解決問題。
提取的辦法很簡單，arcgis提供了【分水嶺】工具用作劃定流域。其幫助說明對於gis人員和水文人員都非常難理解，甚至很多人都沒法搞懂其中的引數。下圖是該工具的介面：
【流向柵格資料】比較好理解，但下面的【輸入柵格資料或要素傾瀉點資料】就有點讓人摸不著頭腦。
要素傾瀉點資料一般就是出水口，在上一章中筆者已經討論過可以通過河流分級之後提取了和流線，並利用【要素折點轉點】工具來提取其終點作為出水口。但如果這種方式提取的出水口必須要使用【捕捉傾瀉點】工具來重新校正。
而現實中大多數水文研究者對於這個引數，使用的就是其水文站點資料，因為他們研究的物件一般都是針對水文站的資料確定其上游流域，以尋找上游流域與水文站資料之間的關聯關係。這種模式同樣是需要通過【捕捉傾瀉點】工具來校正。因為資料不是來自於dem本身，需要現在dem中找到最近的流量值最大的點才作為計算用的傾瀉點。
正是其他參與計算的資料，不管是河流還是傾瀉點（出水口、水文站） ，也不管是柵格還是向量的，只要他們不是從同乙份dem中分析出來的，都需要跟dem進行校正，這個校正的過程就是【捕捉傾瀉點】。其目的是要找到這個點附近的區域流量柵格中的最大值，確保這個流量值是由上游區域貢獻的流量。否則，實際輸出的傾瀉點資料有可能與之疊加的流量柵格不是該區域的最大值，導致出現非常細小的流域面。
來看【捕捉傾瀉點】工具的一些引數設定，如下圖
第乙個引數【輸入柵格資料或者傾瀉點資料】，這裡可以是傾瀉點的柵格資料和向量資料。如果是向量資料，工具會自動轉化為柵格資料之後進行計算。站位水文分析角度來說，這個資料一般就是水文站位置、研究的斷面位置。
【蓄積柵格資料】指的就是流量統計的資料。
【捕捉距離】是個可選引數，但這個引數一定要注意，預設值為0，意思是找到附近最大的流量的柵格作為該點對應的出水口位置。但如果輸入的點剛好在多條河流的附近，就有可能捕捉到其他河流對應的流量柵格。所以，必須對自身參與計算的資料進行摸底，特別是多個傾瀉點距離較近的時候，必須設定合理的搜尋距離。
只要資料沒有原則上的錯誤，捕捉到的結果必定在原來傾瀉點的附近，如下圖，捕捉到的像元點都在傾瀉點的邊上，是乙個柵格資料。
【分水嶺】工具的使用前面介紹過，有了上一步的捕捉到的傾瀉點資料，【分水嶺】工具就非常容易使用了。
先來看第一種情況，傾瀉點是外部資料，與原始dem資料沒有關係的情況。利用捕捉傾瀉點工具先生成新的傾瀉點資料，然後才利用分水嶺工具進行分析。
結果如下圖，流域範圍被提取出來。
只要再使用【資料管理】工具箱裡面的【柵格轉面】就可以將該流域的向量面提取出來。
這種應用場景一般是水文分析人員為了研究該斷面資料與上游流域的關係，也就是說通過檢測該斷面的水文資料及時發現上游流域的一些變化，反之亦然。而實際上流域提取大多數都是因為這個原因而做的。
如果這種情況沒有做【捕捉傾瀉點】，則會出現什麼情況？由於提供的出水口位置與dem資料的誤差，這個點有可能偏在一些非常小的河流的流量最大值上。假如斯特拉勒分級方法的話，那這個點就有可能落在1級河流的出水口位置。如下圖，之所以出現很多非常小的面，原因就在於此。
如果不懂原理，那麼永遠都不可能知道這裡出錯的原因。這也就是筆者為什麼要花大量的篇幅來說明d8演算法和流量統計等原理。另一種情況是比較理想的情況，沒有採集回來的傾瀉點資料，所有的資料都從dem資料中提取。
這種情況的研究物件就不是上游流域了，而是整個河流的流域。一般來說大江大河不會用這種方式去做研究，畢竟國家大江大河的監控是非常專注的，按照目前的情況，大江大河很難出現特大洪澇災害。洪澇災害一般多發在中小河流。而對中小河流的流域進行提取，有助於分析其集水區對河流的影響。所以，利用dem來提取流域（非指定外部傾瀉點），一般用作小流域的提取。
其做法還是要回到【分水嶺】工具中。【分水嶺】工具的第乙個引數，在第一種情況中我們已經使用了捕捉傾瀉點後的柵格資料。使用柵格資料作為輸入，除了可以是傾瀉點，還可以是執行過河流鏈結的柵格資料。詳細做法可以參考《arcgis水文分析實戰教程（6）河流提取與河網分級》
只要明白原理，就可以非常清楚了。在水文學上，河流鏈結之後會生成河流鏈，其中也包括了河源、節點和出口。雖然arcgis工具的河流鏈結資料是只是包含了節點，但由於在鏈結之前已經做了河網分級，所以會帶有其出口資訊（也就是說這個工具自動識別了傾斜點資料）。其設定如下
最終生成的結果與河流的數量是一致，如下圖所示
同樣，如果需要轉為向量面資料，還需要使用【柵格轉面】工具進行轉換。如下圖
流域提取是一門學問，並不是gis課堂上所說的只是通過dem提取出對應的流域面就完事。流域作為水文學上基礎的研究物件，其意義在於水文的相關性，流域面作為空間範圍，可以圈定該空間位置的一切地理要素，時空要素與水系之間的關係。所以，必須要了解其使用的場景和實際的作用，才可以提取出這些基礎的資料。
ArcGIS水文分析實戰教程 12 河網分級流程
河網分級的基本流程是在河流提取的基礎上多做一步分級的工作，如下圖所示 同理，其關鍵部分還是河流定義的部分，也就是對流量柵格進行閾值設定部分。分級完成之後再呼叫柵格河流向量化工具將資料進行匯出。筆者在前面的章節也提到過河網分級的一些原理和意義，這裡就不再詳細論述了。具體可以參考之前章節 arcgis水...
ArcGIS水文分析實戰教程（3）DEM資料準備
arcgis的水文分析工具需要dem資料才能執行，因此在使用之前必須要準備好dem資料並且針對dem資料進行預處理。本章節內容介紹如何根據已有的資料製作和處理dem，並實現水文分析前的資料預處理。by 李遠祥 arcgis的水文分析工具集是對地表形成徑流的模擬，使用dem作為計算的引數，主要的後期資...
arcgis資料結構雜記 水文 DEM資料
今天gis學習了水文分析 思考的問題 在青海湖出現大量異常值時如何處理？老師說她想了乙個月然後把青海湖全部賦值為 null 然後再進行的處理 arctools spatial analyst 水文分析 從數字高程模型dem中提取水文資訊以及水文分析的應用例項。非拓撲資料以.shp為副檔名的檔案儲存要...