黃令 李晨琦

【摘要】GIS是地理信息系統(tǒng)（geographical information system）的簡(jiǎn)稱，主要用于分析和處理一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象過(guò)程，解決復(fù)雜的規(guī)則、決策和管理問(wèn)題。ArcGIS目前已在水文分析計(jì)算中廣泛應(yīng)用，在使用過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)使用柵格工具可以方便快捷進(jìn)行點(diǎn)、線、面、體等各種矢量的數(shù)據(jù)分析。

【關(guān)鍵詞】ArcGIS；水資源分析；柵格工具

引言

在進(jìn)行水資源分析計(jì)算過(guò)程中，我們往往采用等值線查讀各種參數(shù)然后計(jì)算降水量、蒸發(fā)量和徑流量等水量數(shù)據(jù)，目前我們能通過(guò)CAD、MAP、SRFFER等工具進(jìn)行分析，往往還需要多種軟件之間的數(shù)據(jù)或文件進(jìn)行交換。在應(yīng)用ArcGIS進(jìn)行水資源分析時(shí)，我們針對(duì)柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換或嵌套統(tǒng)計(jì)，能很好完成水資源分析中針對(duì)點(diǎn)、線、面等矢量的計(jì)算，下面以綿陽(yáng)市平均降水量計(jì)算為例，簡(jiǎn)單說(shuō)明柵格工具的應(yīng)用。

一、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

根據(jù)需要導(dǎo)入縣級(jí)行政區(qū)劃和周圍需參考的雨量站基礎(chǔ)圖層，行政區(qū)劃為面圖層，雨量站為點(diǎn)圖層，雨量站中必要的數(shù)據(jù)欄有經(jīng)緯度和繪制等值線需要的年降水量數(shù)據(jù)。

導(dǎo)入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后如圖1所示情況。

二、等值線的繪制與處理

根據(jù)各雨量站點(diǎn)雨量值，采用“Spatial Analyst”工具集下“插值分析”工具，將散點(diǎn)插值為柵格表面（一般采用克里金法、反距離權(quán)重法、自然鄰域法），其中，對(duì)柵格表面等值形狀影響較大的參數(shù)主要是像元大小，各插值采用的點(diǎn)數(shù)據(jù)主要依據(jù)搜索距離搜索點(diǎn)數(shù)。具體各參數(shù)設(shè)置在“環(huán)境設(shè)置”中。插值后效果如右圖。

在“3D Analyst Tools”工具集中找到“柵格表面”下“等值線”提取工具，于上面創(chuàng)建的柵格圖層中提取出需要的等值線，其中等值線間距和Z因子可根據(jù)需要詳細(xì)選擇。

經(jīng)過(guò)插值和等值線提取后效果如下圖，從下圖中可以看出，ArcGIS中提取的等值線與手動(dòng)勾繪的等值線不同，其中銳角、突變等與實(shí)際情況不符合，且根據(jù)區(qū)域氣候、植被、下墊面條件的不同也需要手動(dòng)調(diào)整等值線。可采用編輯模式下的“整形要素工具”、“編輯折點(diǎn)”及高級(jí)編輯中的“平滑”、“概化”工具，根據(jù)需要進(jìn)行修整。修整后等值線如右圖所示。

三、面平均雨量計(jì)算及成果出圖

根據(jù)ArcGIS中柵格處理，需要用點(diǎn)要素進(jìn)行柵格插值，因此我們需將已修整完成的等值線轉(zhuǎn)換為點(diǎn)要素，采用Data Management Tools工具集中“要素”下的“要素轉(zhuǎn)點(diǎn)”工具將等值線轉(zhuǎn)換為較均勻點(diǎn)陣，根據(jù)點(diǎn)陣重新生成降水量柵格。如右圖所示。

圖5調(diào)整后再次柵格化成果圖

采用Spatial Analyst Tools工具集中“區(qū)域分析”下的“分區(qū)統(tǒng)計(jì)”及“以表格顯示分區(qū)統(tǒng)計(jì)”工具，制作成“綿陽(yáng)分區(qū)降水量分布圖”及各縣平均降水量成果表。

圖中，不同的顏色代表不同的面平均雨量數(shù)值，表中MEAN欄，即為我們所求的面平均雨量值。當(dāng)然用同樣的方法還可以求得和、頻次最高（最低）的值、最大（最?。┲?、中值、最大差值、標(biāo)準(zhǔn)差及各值的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

四、結(jié)論

通過(guò)大量實(shí)踐表明，用ArcGIS柵格工具可以很大提升工作效率，節(jié)省分析計(jì)算時(shí)間；且具有更準(zhǔn)確、更直觀的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，ArcGIS中還有專門針對(duì)水文分析的工具，有大數(shù)據(jù)分析工具及3D建模等工具，可以很好地為未來(lái)水文分析計(jì)算、水文情報(bào)預(yù)報(bào)等服務(wù)，這需要我們更廣泛更深入地了解和學(xué)習(xí)ArcGIS。

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