利用ArcGIS緩沖區確定飛機人工增雨影響區探討

馬超　劉平　余芳

摘要 飛機人工增雨可以充分利用空中的云水資源，作為一種增加水資源的手段已被越來越廣泛地應用。本文利用AreGIS緩沖區自動生成增雨影響區，比原有確定增雨影響區方法更加精確，可有效提升飛機增雨作業區域評估精度，提高人影作業為農業生產等服務效率。

關鍵詞 飛機人工增雨;AreGIS;緩沖區分析;影響面積

中圖分類號 P481

文獻標識碼 A

文章編號 1007-5739（2019）08-0206-01

農業是對天氣氣候影響反應最敏感和脆弱的行業，實施人工增雨（雪）作業能夠緩解干旱造成的危害，提高農業生產效益，人工增雨作業影響范圍除受催化云移動外，還受云內湍流擴散及云中諸多微物理過程（凝結、冰晶破碎、碰并.繁生等）影響，作業時又受到催化劑用量和航線等因素影響，這些因子影響復雜，因而必須精準地確定催化后的影響區。針對四川省人工影響天氣實際情況，參考國內各省市人影經驗，提出利用AreGIS緩沖區方法實現對飛機人工增雨作業影響區的精確分析，可有效提升飛機增雨作業區域評估精度，為人影作業服務農業生產等效果評估提供重要參考。

1確定飛機人工增雨影響區方法的現狀

1.1資料選取

以2018年10月20日四川省人工影響天氣辦公室飛機增雨作業為例，此次人工增雨所用飛機型號為國王B-9394，飛行高度3000～6000m，飛行航程共計827km，飛行時間共計2.95h。此次增雨作業催化劑為碘化銀焰條，共用焰條48根。

1.2現有確定影響區的方法

干旱是四川省主要氣象災害之一，為了緩解旱情影響，確保農業生產及生活用水，四川省在千旱時期密切監視天氣情況，積極尋找有利時機實施人工增雨作業。以本次增雨為例，由于作業軌跡較密集，結合高空風速和風向及催化劑擴散影響因子，作業后碘化銀催化劑基本上擴散成為一個片區，因而影響區基本可看作一個矩形區域，在地圖中計算出區域面積為0.98萬km2，即可作為“飛機人工增雨影響區域面積。

當飛行作業航線較密集時，用此種評估方法較合理。但當飛行距離較遠，作業軌跡跨越區域較大，不適宜使用此方法。這是由于催化劑用量等因素的影響，飛行作業影響區域未必是一個連續多邊形區域。

選取2018年11月7日四川省人工影響天氣辦公室1次飛機增雨作業分析，此次人工增雨所用飛機型號為國王B-9394，飛行高度為3000～6000m，飛行航程998km，飛行時間共計3.62h，增雨作業催化劑共用碘化銀焰條48根。由于增雨作業機場距離作業區較遠，受國王飛機最大航程1000km限制，作業航線不能太過密集，催化劑播撒較稀疏，增雨作業影響區域面積2.36萬km2，受催化劑用量限制，影響面積不可能那么大。如果采取原有方法，選擇一個規則矩形區域作為影響區域，以此效果評估，其影響面積會大，而實際達不到這么多影響面積，所以該方法需改進，而利用ArcGIS緩沖區方法則可更加精準確定影響區，從而做出準確的效果評估。

2利用ArcGIS緩沖區確定影響區的方法

2.1ArcGIS緩沖區功能介紹

AreGIS是ESRI公司開發的新一代GIS軟件，被世界各國廣泛用于地理信息獲取、編輯、查詢和分析等，其中緩沖區分析就是GIS基本空間操縱功能之一，在ArcGIS中可為點線和面進行緩沖區分析。

利用AreGIS緩沖區進行飛機增雨影響區分析時，根據增雨作業航線在其區域周圍一定距離內確定一個帶狀區域視作影響區，其大小根據高空風向和風速及經驗值因子確定，利用AreGIS緩沖區工具統計其區域面積等要素2。

2.2利用ArcGIS緩沖區確定影響區

飛機人工增雨作業航線中包含作業地點、經緯度信息和航程等，而利用ArcMAP工具可將這些信息制成圖層文件，清楚地反映在地圖上，然后使用ArcToolBox中“緩沖區”命令，彈出“緩沖區”對話框。

在對話框中將催化劑播撒軌跡的圖層文件作為輸人要素，結合當天作業時氣象因子和經驗值，將距離軌跡15km內作為催化劑有效區，點擊確定按鈕，就會生成以催化劑播撒軌跡為中心的緩沖區。此緩沖區可看作是增雨作業影響區，它也是一個單獨圖層文件，方便各種處理和計算。

利用AreGIS緩沖區方法可直接根據催化劑播撒軌跡生成更加精確的影響區，影響區大小也可根據氣象因子修改。

打開緩沖區圖層文件屬性表，在文件中增加“面積"字段，然后利用“計算幾何”功能快速計算出此緩沖區面積，對于此次飛機作業其影響面積為1.28萬km2日。接著統計影響區和對比區雨量，再與影響區面積相乘，就得到最終增加降水量。飛機增雨作業后，應在6h后的24h內將具體增加降水量向中國氣象局上報，同時要做簡報發給四川省政府。將新方法與原有方法對比，用AreGIS緩沖區確定飛機人工增雨影響區比舊方法更準確，更有說服力4。

3結語

飛機人工增雨作業影響區準確度對效果評估十分重要，其結果直接影響氣象為農業生產效果評估準確性。對比2種方法可以清晰看到，利用ArcGIS緩沖方法確定飛機人工增雨影響區比舊方法更精確，可根據催化劑軌跡變化而變化，既可方便實現，也更加合理。

4參考文獻

[1]馬超.利用ArcGIS緩沖區做增雨效果評估方法的研究[C]//人工影響天氣委員會，中國氣象科學研究院第31屆中國氣象學會年會S8第16屆全國云降水與人工影響天氣科學會議：大氣水資源開發利用與氣象防災減災.北京：中國氣象學會，2014：7..

[2]郝克俊，劉東升，王維佳，等.2009年四川省飛機人工增雨效果評估[J].現代農業科技，2010（21）：314-317.

[3]馬超，劉平，余芳.利用ArcGIS制作飛機人工增雨空域圖[J].數字化用戶，2018（24）：15.

[4]李瓊，汪玲，丁莉，高沁.湖南省一次飛機人工增雨作業的方案設計及效果評估[J].安徽農業科學，2017，45（20）：157-160.