一、什么是河网分级？
河网分级是一种将级别数分配给河流网络中的连接线的方法。此级别是一种根据支流数对河流类型进行识别和分类的方法。仅需知道河流的级别，即可推断出河流的某些特征。
例如，一级河流绝大部分都是地上水流；它们没有上游集中水流。因此，它们最容易受非点源污染问题的影响，但是与分水岭的其他区域相比，它们可从宽阔的河岸缓冲区中获取更多的益处。
河网分级
“河网分级工具有两种可用于分配级别的方法。这两种方法由 Strahler (1957) 和 Shreve (1966) 提出。
NO.1 Strahler法
Strahler—所有没有支流的连接线都被分为1级，它们称为第一级别。
当级别相同的河流交汇时，河网分级将升高。因此，两条一级连接线相交会创建一条二级连接线，两条二级连接线相交会创建一条三级连接线，依此类推。但是，级别不同的两条连接线相交不会使级别升高。例如，一条一级连接线和一条二级连接线相交不会创建一条三级连接线，但会保留最高级连接线的级别。
NO.2 Shreve法
Shreve—考虑网络中的所有连接线。与 Strahler 法相同，所有外连接线都被分为 1 级。但对于 Shreve 法中的内连接线，级别是增加的。例如，两条一级连接线相交会创建一条二级连接线，一条一级连接线和一条二级连接线相交会创建一条三级连接线，而一条二级连接线和一条三级连接线相交则会创建一条五级连接线。
Strahler 法是最常见的河网分级方法。但是，由于此方法只在同级相交时才会提高级别，因此它并不考虑所有连接线，且会对连接线的添加和移除非常敏感。
因为级别可增加，所以 Shreve 法中的数字有时指的是量级，而不是级别。在 Shreve 法中，连接线的量级是指上游连接线的数量。
二、需求背景
在主流的GIS桌面产品中，如ArcGIS的地理处理工具中，有河网分级工具，但只有针对栅格数据的河网分级工具，该工具一般用于水系栅格数据进行矢量化提取。
缺乏解决水系线矢量数据河网分级按Strahler法或Shreve法进行分级的工具。
从Strahler法和Shreve法的介绍中和示意图中，能很明显的看出两种河网分级的算法，但我们看到的都是非常理想的水系线数据，实际的河流线数据，与示意图中的状况先去甚远……
河流线数据中的三好学生：
河流走向清晰，基本上满足“树状”结构，骨骼清奇……
示例一：
示例二：
河流数据中的学习困难户：
河流走向混淆，基本上不满足“树状”结构，肆意生长……
示例一：
示例二：
看到这个数据情况，河网分级有几种方法？怎么实现的？好像又不会了……
三、河网分级工具
河网分级工具用于对矢量河流线数据进行分级计算，河网分级是一种将级别数分配给河流网络中的连接线的方法。此级别是一种根据支流数对河流类型进行识别和分类的方法。
3.1 工具运行结果展示
三好学生示范：
使用分级结果实现河流渐变效果：
学习困难户示范：
使用分级结果实现河流渐变效果：
3.2 河流连通性检查工具运行过程
河网分级，需要水网数据解决流向错误的问题，才能进行处理。工具支持Strahler 法和 Shreve 法分级。工具指定分级方法后，输出对应方法名的字段。字段值为分级后的级别，如下图：
3.3 工具参数说明
注意事项：
输入的水系线数据，应解决拓扑质量问题。
3.4 工具输出
要素类（FeatureClass）“{要素类名称}_copy”，存放在输出目录中的scratch.gdb中。若scratch.gdb不存在，则自动创建，若已存在，不会覆盖其中已有的要素。
输出新增字段“strahler”、“shreve”，记录河流分级的计算结果。分别表示按STRAHLER和SHREVE分级方法分析计算的值。
利用河网分级结果“strahler”、“shreve”字段值，渲染方式使用分级符号渲染，便可实现河流渐变效果。
