一、实验背景

城市的发展与周边河道息息相关，如生活饮用水一般来自河道的上游来水等。尤其是位于山区的城市，对上游集水区环境的动态监测，更是城市管理的重要内容，如对上游污染物排放的监测等。

本实验讲述使用地理信息系统软件以数字高程模型作为数字地表的模拟数据，通过计算监测点上游的集水区范围，对监测点的整个上游区域进行污染值统计，达到监测上游污染的目的。通过使用数字地形分析方法和统计方法，使读者学会使用地理信息系统软件进行相关的环境监测工作。

二、实验数据

图层名称	格式	坐标系	说明
dem	GRID栅格	Krasovsky_1940_Transverse_Mercator	数字高程模型数据
pollution	GRID杨格	Krasovsky_1940_Transverse_Mercator	污染物分布数据
position	Shapefile点要素	Krasovsky_1940_Transverse_Mercator	监测点数据

直接双击文件Ex98.mxd即可打开。

三、实验步骤

（1）填洼处理

在ArcToolbox 中，打开【Spatial Analyst Tools】→【Hydrology】→【Fill】对话框，【Input surface raster】设置为“dem”，【Output surface raster】设置为“fill”；点击【OK】，得到填洼后的DEM数据。

注：是否执行填洼操作需要根据具体情况来确定，如DEM中存在洼地等。

（2）计算流向

打开【Spatial Analyst Tools】→【Hydrology】→【Flow Direction】对话框，【Input surface raster】设置为“fill”，【Output flow direction raster】设置为“dir”；点击【OK】，得到流向数据。

（3）计算上游集水区

打开【Spatial Analyst Tools】→【Hydrology】→【Watershed】对话框，【Input flow direction raster】设置为“dir”，【Input raster or feature pour point data】设置为“position”，【Pour point field】设置为“Id”，【Output raster】设置为“watershed”；点击【OK】，获得该点上游集水区范围数据。

注：根据流向获得的上游集水区范围数据，限定了该点受上游污染影响的范围。

（4）统计上游集水区内污染值总和

打开【Spatial Analyst Tools】→【Zonal】→【Zonal Statistics】对话框，【Input raster or feature zone data】设置为“watershed”，【Zonal field】设置为“VALUE”，【Input value raster】设置为“pollution”，【Output raster】设置为“affect”，【Statistics type】设置为“SUM”；点击【OK】，得到统计结果。

注：affect栅格数据的值均为50066.72266，即该监测点上游集水区内污染值总和。