應用GIS計算地面匯流方法的探索

薛艷東東北電力設計院

應用GIS計算地面匯流方法的探索

薛艷東
東北電力設計院

GIS技術是可以實現對雨量與地下水分進行檢測的一種科學技術，實現對某區域的水量的了解，通過對現實的情況進行了解，實現對信息的收集與利用，在手機完成信息以后還要采用比較與分析方法結合的手段進行分流域的水分的計算與研究。在計算過程中要把數據基礎當成是重點的內容，把氣象站、水電站以及其他設施建筑物的分布特點進行一定的了解，以達到對分流域水分的監測的一個目的，實現各種計算方法結合的方式進行計算，取計算結果的平均數作為最后研究的結果。

GIS計算；水文；測量探究

我國的電網都是以一種分廠的形式存在的，對其的電力調度與水力發電是對該地區水流量的變化有重要影響效果的，水位與流量是進行預報的根本內容，根據對流域的水量的估計可以找出有關于水文的重要內容，這樣做的目的是流域的雨量分布可以在一定程度上反應該地區的降雨情況，它是水文科學的一項重要內容或者參數，所以怎么才可以正確的對雨量進行估值成為了測量的關鍵問題，要在此之前進行一段時間的雨量監控，把流域的邊界確定下來，并以此為基礎實現對一些比較小面積的流域的劃分，進而實現對分流域的雨量的計算與研究。

1.測量與水文的關系

1.1了解水文有利于對小流域進行劃分

在對地面匯流的探討上，要以大流域的基本情況為主，以它們的水電站的建設位置為研究對象，使用一對五的地理研究進行各流域的劃分與了解，在使用GIS時應該根據實際的分水嶺頂峰的高度與等高線的數據，對水電站的流域水分的分布進行一定的了解，以此為基礎對各流域的邊界、拓撲結構面積、各水分的匯集點等進行了解，以充分的掌握其屬性，并可以實現對區域劃分的目的，把分界點在圖紙上或者其它參照物上面進行標注，在標注完成后會形成若干個水電站的分流域效果圖或者具有視覺沖擊感的立體實物。

1.2有利于對空間結構上的匯流信息的掌握

在利用GIS技術的基礎上可以實現對空間結構狀態的分析與了解，并可以實現對已經形成的流域、各重要水電站的位置、氣象觀測臺等其他建筑的在空間上的一個基本位置關系，把這些基本的建筑物進行疊加實現拓撲的目的，進而實現可以利用監測系統對空間數據的一個計算基礎，根據得到的數據實現對流域內部的氣象狀態與數據的統計。在此內容中利用氣象觀測的方法是進行了解數據的最好辦法，它能夠提供更好的條件對流域的雨量進行掌握與了解。此外，根據水文觀測可以對地區的屬性進行標記與掛接，同時還可以實現對氣象站點的字段的編輯與統計，把投影完成的坐標體系融入到研究的文件當中，然后可以根據實際的需要對屬性性質的字段進行編輯與整理工作，這里的屬性主要包括，氣象站點的位置與型號、所屬區域、名稱、觀測的數據要素以及省市區等內容。

2.需要測量的基本內容介紹

2.1對雨量的測量

我國對雨量的測量方法有很多，其中比較常用的就是平均算術方法、等雨量線測定法、網絡格子插入法、泰森多邊形法以及逐步定格點法等若干種，本文所研究的測量方法主要是平均算術法與多邊形法對數據進行比較與分析，并找出真正適合測量雨量的一個計算方法。在此，我們可以以廣西為例，該省主要有6大流域，并且包含著66各流域的邊界，在5月份左右的雨量等級被分為了四個等級，當雨量少于15毫米時應該屬于小到中雨的情況，當雨量為15厘米至30厘米之間時就屬于是大雨的情況，當雨量在30厘米至60厘米時屬于暴雨，當雨量大于60厘米時就屬于大暴雨以及更嚴重的雨了。在實際的觀察中，發現不同的流域使用不同的計算方法所得出來的誤差是小于等于0.6毫米、小于等于2.3毫米、小于等于3.7毫米以及小于等于6.5毫米，其中最小誤差的平均值是小于1.2毫米的，且主要流域的等級量誤差是10毫米以內。根據結果可以知道，采用平均算術法計算的雨量總體的誤差是不大的，且不會受到流域大小的影響，但是當出現暴雨的情況時會由于計算方法的不同而產生10毫米之內的誤差，個別特殊的流域會有大于10毫米的誤差值，從中可以看出，在同一量級情況下，兩種計算說明流域的密集程度會影響站點的布局。利用平均算術法語多邊形法的差異在實際情況下是不大的，但總是會由于實際的原因讓前者的計算更加靈活簡單，這在一定程度上提高了它的運算速度。

2.2收集與實際數據并且進行它們間的計算

對于降雨量水平數據，要做到及時收集的特點，因為只有在此基礎上才可以更好的利用SQL語言對資料進行查詢與了解，從氣象局的角度看，該種資料的共享是非常必要的，因為這會關系到其他相鄰地區的地面匯流情況，以及時的發現不正常的情況，進行提前的預防與保護財產安全。該種方式可以通過對數據集合進行一定的歸納與整理，把各種重要的數據錄入到一個數據集合當中去，把該數據庫作為原始的數據表來使用。此外，使用C語言也是可以實現對數據進行檢測的目的的，因為編制數據可以實現對程序的把控與處理，以達到及時更新及時了解的目的，可以對更新的頻次進行設定，時間的范圍是無限制的，當收集到了使用的數據時就可以提前把數據錄入到特定的數據庫中。當相鄰省份的降雨量數據在整點后的10分鐘或者50分鐘更新一次時，就一定要保證該數據的足夠完整與及時，以此來達到在整點可以錄入數據的目的。當雨量的數據不能夠按時被錄入數據庫時，要使用語言的方式對信息處理程序進行更改，把得到認可的程序輸入到這里，進而實現對降雨量的及時掌握的目的，把錄入的數據在變化時能夠及時的被發現，以此來實現更好的分流，進而把各流域的信息進行收集與利用，自動的信息程序可以實現對降雨量數據的處理。

小結

綜上所述，GIS計算方法所解決的問題是很全面的，它可以對實際問題的幾何形式進行代數式的計算，實現形式上的轉變進而有利于表達求解的真正需要，實現計算的真正目的。集合代數式是對原有算法的一個升級與改造，通過對原有方法的分析，找到其不合適的地方，對其進行一定的修改，以此來提出幾何求解模式的標準，進而把其轉化為代數式的表達形式。在實際的運算與測量過程中，要在充分的考慮運算形式與表達式的統一性的前提下進行各種計算工作。與此同時，還需要進行幾何運算的拓展工作，找到不同的維度，并注意對實際問題的求解過程的優化與把握，進而得到高效的計算方法，讓GIS更加的合理，利于對各流域與各省市地面匯流情況的確定。

[1]毛以偉,李才媛,顧永剛,王玨.三種流域面雨量計算方法在烏江流域面雨量計算中的差異分析[A].推進氣象科技創新加快氣象事業發展——中國氣象學會2004年年會論文集（下冊）[C].2004

[2]鐘利華,鐘仕全,曾鵬,袁麗軍,李勇.基于GIS的西江流域面雨量計算方法與實時監測預警[A].第31屆中國氣象學會年會S10第四屆氣象服務發展論壇——提高水文氣象防災減災水平，推動氣象服務社會化發展[C].2014