ArcGis柵格工具在水資源分析中的簡單應用

黃令 李晨琦

【摘要】GIS是地理信息系統（geographical information system）的簡稱，主要用于分析和處理一定地理區域內分布的各種現象過程，解決復雜的規則、決策和管理問題。ArcGIS目前已在水文分析計算中廣泛應用，在使用過程中，我們發現使用柵格工具可以方便快捷進行點、線、面、體等各種矢量的數據分析。

【關鍵詞】ArcGIS；水資源分析；柵格工具

引言

在進行水資源分析計算過程中，我們往往采用等值線查讀各種參數然后計算降水量、蒸發量和徑流量等水量數據，目前我們能通過CAD、MAP、SRFFER等工具進行分析，往往還需要多種軟件之間的數據或文件進行交換。在應用ArcGIS進行水資源分析時，我們針對柵格數據和矢量數據進行轉換或嵌套統計，能很好完成水資源分析中針對點、線、面等矢量的計算，下面以綿陽市平均降水量計算為例，簡單說明柵格工具的應用。

一、基礎數據準備

根據需要導入縣級行政區劃和周圍需參考的雨量站基礎圖層，行政區劃為面圖層，雨量站為點圖層，雨量站中必要的數據欄有經緯度和繪制等值線需要的年降水量數據。

導入基礎數據后如圖1所示情況。

二、等值線的繪制與處理

根據各雨量站點雨量值，采用“Spatial Analyst”工具集下“插值分析”工具，將散點插值為柵格表面（一般采用克里金法、反距離權重法、自然鄰域法），其中，對柵格表面等值形狀影響較大的參數主要是像元大小，各插值采用的點數據主要依據搜索距離搜索點數。具體各參數設置在“環境設置”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因子可根據需要詳細選擇。

經過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勾繪的等值線不同，其中銳角、突變等與實際情況不符合，且根據區域氣候、植被、下墊面條件的不同也需要手動調整等值線。可采用編輯模式下的“整形要素工具”、“編輯折點”及高級編輯中的“平滑”、“概化”工具，根據需要進行修整。修整后等值線如右圖所示。

三、面平均雨量計算及成果出圖

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

圖5調整后再次柵格化成果圖

采用Spatial Analyst Tools工具集中“區域分析”下的“分區統計”及“以表格顯示分區統計”工具，制作成“綿陽分區降水量分布圖”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值，表中MEAN欄，即為我們所求的面平均雨量值。當然用同樣的方法還可以求得和、頻次最高（最低）的值、最大（最小）值、中值、最大差值、標準差及各值的統計數據。

四、結論

通過大量實踐表明，用ArcGIS柵格工具可以很大提升工作效率，節省分析計算時間；且具有更準確、更直觀的優勢。當然，ArcGIS中還有專門針對水文分析的工具，有大數據分析工具及3D建模等工具，可以很好地為未來水文分析計算、水文情報預報等服務，這需要我們更廣泛更深入地了解和學習ArcGIS。

參考文獻：

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[3]等值線表示法在水資源評價中的應用[J]. 趙桂君.內蒙古水利.2012（06）.