GIS in Water Resources������ Review for Midterm Exam������������� Fall 2009

The material is classified according to Bloom�s Taxonomy of Educational Objectives:

Level�������� Title��������������������� Meaning

1��������������� Knowledge���������� Definitions, facts, formulas

2��������������� Comprehension���� Explanation of definitions, formulas, problem solving procedures

3��������������� Application���������� Know how to use a formula or procedure to solve simple problems

4��������������� Analysis��������������� Break down a complex problem and solve by steps

5��������������� Synthesis�������������� Derivation of basic formulas, design of new systems

6��������������� Evaluation������������ Advantages and limitations of alternative approaches

Session����������� Topic������������������������������������������������������������������������������������������������� Level

1��������������������� Introduction to GIS in Water Resources������������������������������������������������� 2

2��������������������� Introduction to ArcGIS��������������������������������������������������������������������������� 2

3��������������������� Exercise 1: Introduction to ArcGIS and HydroExcel����������������������������� 4

4��������������������� Data sources for GIS in water resources������������������������������������������������� 2

5��������������������� Geodesy, Map Projections and Coordinate Systems������������������������������� 4

6��������������������� Exercise 2: Building a Base Map for the San Marcos Basin������������������� 4

7��������������������� Spatial analysis using grids���������������������������������������������������������������������� 4

8��������������������� Exercise 3:� Spatial analysis��������������������������������������������������������������������� 5

9��������������������� DEM�s and watershed delineation���������������������������������������������������������� 4

10������������������� Exercise 4: Watershed and stream network delineation�������������������������� 5

11������������������� Network analysis, Arc Hydro, and NHDPlus����������������������������������������� 3

12������������������� Space and time in ArcGIS����������������������������������������������������������������������� 2

13������������������� Exercise 5: Flow networks and basin precipitation��������������������������������� 5

Expected Skills

� Convert degree, minute, second coordinates to decimal degrees, and vice versa

• Determine the length of a line along a meridian, parallel or great circle on a spherical earth.
• Determine the length of a line when using projected coordinates.
• Sketch on a map the standard parallels, central meridian, and latitude of origin for a given projection (the coordinates of origin, what earth datum, what projection)
• Determine the map extent of a set of geographic data
• Determine the statistics (e.g. average value or sum) of an attribute of a selected set of features satisfying a logical query
• Be able to take the parameters of a map projection and interpret what they mean (focus on geographic, UTM, Albers and State Plane projections)
• Know the common national data sources for GIS in Water Resources and their GIS data formats (vector, raster, point, line, polygon etc.)
• Be able to perform raster calculations for spatial analysis and understand the concepts involved with raster calculation
• Be able to calculate slope on a DEM
• Take a small grid of elevation cells and calculate the flow direction and flow accumulation grids
• Define the watershed of a cell in a DEM grid
• Derive Geomorphologic and Watershed attributes from a DEM derived drainage network.� These include, channel length, drainage area, and drainage density.
• Be able to use interpolation tools to obtain spatial fields from point data and explain the function and interpret the output of these tools.
• Be able to use zonal statistics tools to obtain averages of spatial fields such as precipitation and slope over watersheds and catchments.� Explain the function and interpret the output from these tools.
• Be able to analyze spatial aspects of the water balance (precipitation, streamflow, and runoff ratios) to develop a spatial understanding of the hydrologic flows in a river basin
• Understand how geometric networks are created and how catchments and attributes are connected to flowlines in the NHDPlus.
• Understand how geoprocessing operations can be sequenced through time to create time series of watershed attributes.

Readings from Arc Hydro: GIS in Water Resources

Concept	Reference in �Arc Hydro�
1.� Building hydronetworks and connecting features to them	Chapter 3, pp. 34-47
2.� DEM�s and delineation of watersheds and stream networks	Chapter 4, pp. 55-86
3.� Time series and connecting spatial and temporal data	Chapter 7, pp. 146-161