描绘集水区
首先，您将在 Map Viewer 中创建地图，然后使用分析工具确定熊溪集水区的边界。 集水区将代表汇入熊溪的区域。 了解集水区对于确定流入溪流的水量非常重要，可用于预测暴雨期间将发生洪水的位置。
导航至感兴趣区域
首先，您需要创建 web 地图，并导航至警长副手的车辆被冲出道路的位置。
- 登录到您的 ArcGIS 组织账户。
注：
如果您没有组织账户，请参阅软件访问权限选项。
- 单击功能区上的地图。
随即在 Map Viewer 中打开新 web 地图。 接下来，您将搜索并导航至感兴趣区域。
- 单击搜索按钮。
- 在搜索窗口中键入 Fritz Hughes Park Rd，然后选择 Fritz Hughes Park Rd, Austin, TX, 78732, USA。
地图将导航至德克萨斯州奥斯汀市的 Fritz Hughes Park Road，位于科罗拉多河附近。 事故发生在该路段，但并非地图上所指示的精确位置。
- 关闭搜索结果窗口。
- 在地图上使用鼠标滚轮或者缩小按钮以进行缩小，直到您看到道路北侧的熊溪为止。
熊溪是科罗拉多河的一条小型支流。 Fritz Hughes Park Road 横跨其上。
- 缩小地图，直到您能够看到熊溪北侧的湖泊为止。
此湖即为特拉维斯湖，是由科罗拉多河上的曼斯菲尔德坝拦截形成的水库，地处熊溪正北方向。
创建集水区
熟悉熊溪周围的区域后，您将运行分析工具以标识汇入熊溪的集水区。
- 在设置（浅色）工具栏中，单击分析。
注：
可以展开或折叠工具栏。 示例图像显示了已展开工具栏。
- 在分析窗格中，单击工具。
- 在搜索栏中键入 Watershed。 在结果列表中，单击创建集水区工具。
此工具利用 ArcGIS Online 中的全球高程数据来确定特定点的集水区面积。 所用的点称为倾泻点。 由于地图上没有可用作输入图层的点要素，因此您需要草绘一个倾泻点。
要确定溪流的集水区，所使用的倾泻点应该为溪流的出口。 出口是指河流、溪流或者小河汇入较大水体的位置。 在本例中，出口为熊溪流入科罗拉多河的位置。
- 对于输入点要素，单击绘制输入要素按钮。
随即创建草图图层 Create Watersheds Input Point Features Sketch。 通过单击地图，即可向草图图层添加点。
- 在地图上，单击熊溪与科罗拉多河交汇处的位置。
提示：
您单击的位置无需精确。 如有必要，可以使用鼠标滚轮进行放大。
注：
如果意外将点添加至错误位置，可以删除该点。 在草图工具栏上，单击选择按钮。 在地图上，单击要删除的点以将其选中。 按键盘上的 Delete 键。 可以通过单击草图工具栏上的图章按钮来添加另一个点。
随即将倾泻点添加至地图。 由于该点为草绘点，因此其可能与实际溪流位置略有偏差。 您将添加搜索距离，以查找该点附近流量累积最高的位置（即溪流）。
- 在倾泻点设置中，对于搜索距离，键入 10。 确保距离单位设置为米。
如果倾泻点在地图上看起来与熊溪相接，则设置 10 米搜索距离即可。 如果倾泻点距离较远，则可能需要较大的搜索距离，或者您可能希望草绘一个新点。
- 对于输出面名称，键入 Bear Creek Watershed。 在末尾添加您的姓名或者首字母缩写以确保图层名称唯一。
- 在窗格的底部，单击运行。
该工具随即运行。 当工具运行时，您可以单击窗格顶部的历史记录按钮来检查其状态。 工具运行时间超过一分钟。
工具运行结束后，将向地图添加代表集水区的面。
注：
如果您的结果图层与示例图像明显不同，则可能是已放置倾泻点的位置不正确。 从输入点要素工具参数中移除草图图层，并草绘一个新的倾泻点。
面所代表区域内的水流将向倾泻点汇集。 在暴雨期间，大量的水可能同时向倾泻点汇集，由此造成洪水或其他危险情况。
- 在图层窗格中，对于 Bear Creek Watershed 图层，单击展开按钮。
该图层实际上是包含两个子图层的图层组。 WatershedFeatures 图层包含集水区面，而 Adjusted Points 要素包含已捕捉到指定搜索距离内流量累积最高位置的倾泻点。
Bear Creek Watershed 图层并非仅存在于此地图上。 运行分析工具后，该图层已保存至您的 ArcGIS 账户。 这意味着您可以将该图层添加至其他地图，而无需再次创建该图层。
设置集水区图层样式
在继续之前，您需要更改集水区面的样式，以移除蓝色填充，仅显示轮廓。 由此，您可以更好地查看集水区内的地形或其他要素。
- 在图层窗格中，单击 WatershedFeatures 子图层以将其选中。
注：
所选图层将高亮显示，并且图层名称旁会显示蓝条。
- 在设置工具栏中，单击样式。
- 在样式窗格中，对于类型（唯一符号），单击样式选项。
- 单击符号样式按钮。
- 在符号样式窗口中，对于填充透明度，键入 100%。
- 关闭符号样式窗口。 在样式选项窗格中，单击完成。
现在，集水区仅显示轮廓。
保存图层后，此样式将成为默认样式，这意味着每当将图层添加至新地图，它都将具有此样式。
- 在图层窗格中，对于 WatershedFeatures，单击选项按钮，然后选择保存。
图层已保存。
添加河流数据
了解集水区的范围有助于了解水的来源，但暴雨期间将有多少水流入溪流？ 要回答此问题，您需要添加来自美国国家海洋与大气管理局 (NOAA) 创建的美国国家水体模型 (NWM) 的河流数据。 此数据不仅绘制了美国各地的河流地图，还提供了特定风险等级的最大流量预测，指示可能流过溪流的水量。
该数据由美国国家气象局的参考服务托管。 要添加该服务，您需要使用其 URL。
- 在内容（深色）工具栏上，单击添加。
- 选择从 URL 添加图层。
- 在添加图层窗口中，对于 URL，复制粘贴以下 URL：
https://maps.water.noaa.gov/server/rest/services/reference/static_nwm_flowlines/FeatureServer
- 确认类型设置为 ArcGIS Server Web 服务。
- 单击添加到地图。
随即将 Static nwm flowlines 图层添加至地图和图层窗格。 此图层包含全美范围内的水流线（河流、溪流、小溪及其他所有流动水体）。
- 在地图上，单击熊溪水流线。
注：
熊溪水流线为一条灰色细线，辨识度较低。 示例图像高亮显示了其位置。
水流线弹出窗口随即出现，其中包含有关熊溪的详细信息。
弹出窗口包含 5 行 Streamflow。 这些行提供了特定风险等级下流经溪流的水量（以立方英尺/秒或 cfs 为单位），以百分比表示。 例如，50% 径流是指在任何一年中至少发生一次的概率为 50% 的年最大流量。 同样，2% 径流是指在任何一年中至少发生一次的概率为 2% 的年最大流量，或者是指在最极端的暴雨期间发生的流量。
在此位置，大约需要 100 立方英尺/秒的流量才能导致水漫过路面，而 1913 立方英尺/秒的流量会在路面上产生几英尺深的溢流，足以冲走车辆。 利用美国国家水文模型开发此道路溢流的预测系统，可以在车辆到达低水位渡口之前提供这些溢流事件的警告。 当洪水发生在夜间时，这一点尤其重要，因为夜间难以看清道路上的积水。
- 关闭弹出窗口。
- 在内容工具栏上，单击保存并打开，然后选择另存为。
- 在保存地图窗口中，对于标题，键入 Bear Creek Watershed。 对于摘要，键入 A map showing the Bear Creek Watershed and National Water Model flowlines。
- 单击保存。
到目前为止，您已经探索了感兴趣区域，并将熊溪集水区描绘为面要素。 有关集水区以及此处有时会发生危险洪水的原因的详细信息，您需要对该区域进行更细致的勘查。
在 3D 模式下查看集水区
您在 Map Viewer 中创建了集水区面，其在 2D 模式下显示数据。 但水文学最重要的部分之一是了解地形，特别是高程。 为了更好地了解熊溪集水区，您需要在 Scene Viewer 中向 3D 场景添加集水区面，您将能够在其中查看地貌的垂直变化。
在场景中，您将使用有关溪流、低水位渡口、坡度和高程的数据来展示集水区的背景环境。 然后，您将在警长副手的车辆被冲出道路的低水位渡口处创建高程剖面图，以便查看导致该处洪水如此严重的剧烈高程变化。
创建场景
首先，您将创建一个场景，并向该场景中添加集水区面。
- 在功能区未命名地图的旁边，单击选项按钮。
- 单击场景。
- 如果您收到一条消息，该消息询问您是否确认离开站点，因为您的更改尚未保存，请单击离开。
随即在 Scene Viewer 中打开一个新场景。
- 如果 Scene Viewer 窗口随即出现，其中显示了专题场景的图库，请关闭该图库。
接下来，您需要向场景添加集水区图层。
- 在设计器（深色）工具栏上，单击添加图层。
提示：
与 Map Viewer 中的工具栏类似，可以通过单击工具栏底部的按钮来展开或折叠设计器工具栏。 示例图像显示了已展开工具栏。
- 选择浏览图层。
浏览图层窗格随即出现，其中显示了保存在您账户（我的内容）中的图层。
- 对于 Bear Creek Watershed 图层，单击添加。
随即将集水区图层添加至场景。 场景将导航至图层范围。
- 如有必要，可在场景中使用滚轮或缩小按钮以进行缩小，直到您能够看到整个图层为止。
添加背景数据
为了更好地了解集水区的地形，您将添加来自 ArcGIS Living Atlas of the World（精选地理信息集合）的背景数据。
- 在浏览图层窗格中，单击我的内容，然后选择 Living Atlas。
现在，您可以从 ArcGIS Living Atlas 添加数据。
- 在浏览图层窗格中，搜索 terrain elevation hillshade。 在结果列表中，对于 Terrain - Elevation Tinted Hillshade，单击添加。
注：
此图层为订阅者内容，这意味着仅拥有组织账户的用户才能查看此图层。 如果您使用的是公共账户，则无法查看此内容。
图层随即添加到场景。 在仔细查看该图层之前，您还需要添加坡度图层。
- 清除搜索文本并搜索 slope。 对于 Terrain - Slope Map，单击添加。
注：
与高程图层一样，此图层也为订阅者内容，仅登录到组织账户后，才能查看此图层。
- 在浏览图层窗格底部，单击完成。
图层管理器窗格随即出现，其中列出了地图中的图层。 地形图层已添加至集水区图层之上，这意味着集水区将隐藏在地形图层之下。 您需要重新排列图层，以便查看集水区。
- 在图层管理器窗格中，对于 Bear Creek Watershed 图层，将重新定位按钮拖动至 Terrain - Slope Map 图层上方。
现在，集水区显示在其他图层之上。 首先，您需要探索高程图层，因此需要隐藏坡度图层。
- 对于 Terrain - Slope Map，单击隐藏按钮。
该图层随即关闭，由此在地图上隐藏该图层。 现在，仅集水区和高程图层可见。 高程图层将使用着色山体阴影效果，此效果模拟阳光照射图层，以描绘逼真的光影效果。 这种效果突出了高程变化。
- 在场景中进行倾斜、平移和缩放以探索整个集水区的高程变化。
提示：
有关可用导航工具的详细信息，请参阅导航场景主题。
高程图层突出了整个集水区的排水模式，这些水流汇聚到中心溪流熊溪。 即使没有用于显示溪流位置的图层，也可以通过蜿蜒穿过集水区的又深又窄的沟渠来判断溪流的位置。
水将从高处流向低处。 在暴雨期间，大量的水将从整个集水区流入这条狭窄的沟渠，尤其是在出口附近。
- 在图层管理器窗格中，对于 Terrain - Slope Map 图层，单击显示按钮以再次显示该图层。
坡度图层将使用较深的颜色来显示坡度较大（意味着高程变化更剧烈）的区域。
熊溪两侧的山脊特别陡峭。 在暴雨期间，水流将快速从这些山脊倾泻而下，由此增大发生致命洪水的可能性。
添加低水位渡口
现在，您了解了熊溪集水区的范围及其内部的高程变化。 接下来，您将查看低水位渡口，特别是警长副手的车辆在洪水期间被冲出道路处的渡口。 通过将低水位渡口与高程进行比较，您将更好地理解低水位渡口如此危险的原因。
您将使用的低水位渡口图层由德克萨斯大学奥斯汀分校创建。 您需要在 ArcGIS Online 上托管的图层中搜索此图层。
- 在设计器工具栏上，单击添加图层，然后选择浏览图层。
- 在浏览图层窗口中，单击我的内容，然后选择 ArcGIS Online。
- 在搜索框中，键入 Low Water Crossings owner:Esri_Tutorials。
注：
文本 owner:Esri_Tutorials 指定了图层的所有者。
- 在搜索结果中，对于 Low Water Crossings，单击添加。
图层随即添加到场景。 低水位渡口使用红色方形符号表示。
- 在浏览图层窗格底部，单击完成。
- 在场景上进行平移、缩放和倾斜，直到您找到熊溪出口上游的低水位渡口为止。
该渡口位于集水区下游末端，距离出口不远。 在暴雨期间，大部分径流将会快速汇集到此区域。
低水位渡口要素具有其他属性数据，其中包括从地面拍摄的附加照片。 您将通过打开渡口的弹出窗口来查看此数据。
- 在场景上，单击低水位渡口要素。
随即显示其弹出窗口。
弹出窗口标题确认此渡口位于 Fritz Hughes Park Road。 该位置即为警长副手的车辆被洪水冲出道路的位置。
- 在弹出窗口中，单击第一张照片。
新选项卡随即出现，其中以更大尺寸显示了该照片。 从照片上看，渡口下方似乎存在 3 个用于排水的管道或涵洞。 在洪水期间，这些涵洞的排水能力可能不足，无法排走全部水量，由此导致水在另一侧不断积聚，最终漫过渡口的顶部。
- 关闭包含照片的选项卡。 滚动查看弹出窗口并浏览其他照片。
- 完成照片浏览后，滚动至弹出窗口的底部。
弹出窗口底部包含有关低水位渡口的更多信息，其中包括其渡口类型、建造材料、允许水流通过涵洞的桶形结构或管道数量、路面类型等。
- 完成后，关闭弹出窗口。
创建高程剖面图
为了更好地了解低水位渡口处的高程，您需要创建高程剖面图。 高程剖面将以图形的形式显示沿线的高程。 可以通过在感兴趣区域上绘制一条线来创建高程剖面图。
- 如有必要，请放大至靠近低水位渡口的位置。
- 在工具栏上，单击场景工具按钮。
随即出现一个窗口，其中包含可用于了解有关场景详细信息的工具，例如测量工具。
- 在窗口中，单击高程剖面图按钮。
指针将发生变化。 现在，当单击地图时，您需要添加线的折点以绘制高程剖面图。
- 在场景上，单击低水位渡口上游的河床。
- 单击沿溪流的点以创建一条线。 确保线经过低水位渡口，并在其下游包含多个点。
- 完成后，双击以添加最后一个点并完成线。
高程剖面图将以图形的形式显示沿已绘制线的高程变化。
注：
您的高程剖面图可能与示例图像略有不同，具体取决于线的长度和位置。 根据您的组织设置，您的高程剖面图可能会使用英尺以外的测量单位。
- 指向高程剖面图，即可查看沿线上不同点处的高程。
此剖面图中心的明显尖峰为道路本身。 车辆被冲出道路后，将会坠落约 6 英尺，落至下方河床上。 这种跌落，再加上石质河床的粗糙度和急流的冲击力，会使车辆在落地后瞬间失去控制。
借助高程剖面图，可以完整地了解洪水可能使此渡口变得异常危险的原因。 在暴雨期间，水会迅速汇集在溪流中，并流向出口。 渡口下方的涵洞可能会很快被淹没，由此导致水在渡口后方积聚。 由于溪流在仅约 100 英尺（30 米）的上游处已几乎与渡口齐平，积水只会短暂滞留，随后便会漫过渡口，将渡口上方的一切物体冲下 6 英尺高的陡坎坠入溪中，险象环生。
- 关闭高程剖面图。
现在，您对熊溪集水区有了更好的了解。 您将保存场景，以便稍后进行访问。
- 在设计器工具栏中，单击保存。
- 在保存场景窗口中，对于标题，键入 Bear Creek Elevation。 对于摘要，键入 A scene showing the terrain and low water crossings in the Bear Creek Watershed。
- 单击保存。
在本教程中，您探索了集水区，以便更好地了解导致致命洪水事故的情况。 首先，您在 Map Viewer 中创建了 web 地图，并运行了分析工具以描绘熊溪集水区。 然后，您在 Scene Viewer 中向 3D 场景添加了集水区面，并使用有关地形和低水位渡口位置的信息展示了其背景环境。 最后，您在发生事故的渡口处创建了高程剖面图。
您的探索帮助您理解了水如何在整个集水区中流动，最终汇入一条狭窄的溪流。 发生事故的渡口靠近出口，而此处正是汇集最多水量的位置。 渡口本身有一个小型涵洞，但其可能不足以应对此类洪水，由此导致水在渡口后方积聚，最终漫过渡口。
未来如何避免此类事故再次发生？ 安装能够应对更大水量的大型涵洞可能会有所帮助。 但是，最安全的方案是在暴雨期间发出警告，提示驾驶员避开渡口。 通过此次探索获得的认知，为高级分析（包括水文建模）奠定了基础，对紧急情况下制定明智的决策提供支持，并协助设计和规划。
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