arcgis如何計(jì)算橢球面積_arcgis計(jì)算橢球面積為零

　　本文導(dǎo)讀

　　本章導(dǎo)讀：雖然前面已經(jīng)有章節(jié)論述過(guò)書(shū)庫(kù)庫(kù)容計(jì)算arcgis如何計(jì)算橢球面積，但在這里筆者還是需要對(duì)整個(gè)流程做系統(tǒng)的描述。這部分內(nèi)容屬于水分分析的進(jìn)階部分，不再停留在基礎(chǔ)的河流、流域提取，而是借助前面的這些基礎(chǔ)的原理和操作，使用更多的ArcGIS工具進(jìn)行輔助分析。

　　庫(kù)容和淹沒(méi)區(qū)計(jì)算的基本流程

　　要計(jì)算庫(kù)容就必須先計(jì)算出該集水區(qū)面積，并且通過(guò)不同的水位計(jì)算出淹沒(méi)區(qū)，并利用淹沒(méi)區(qū)去裁剪DEM數(shù)據(jù)，將水面與下墊面的體積計(jì)算出來(lái)，這就是水庫(kù)的庫(kù)容。由于有了前面的基礎(chǔ)，這里就不將所有的分析流程都列出來(lái)了，只列出關(guān)鍵部分，如下圖所示

　　這里需要用到的水庫(kù)出水口，水庫(kù)的壩口位置或者是水文站位置，其水位高度一般是通過(guò)水文站讀取出來(lái)或者認(rèn)為設(shè)定一個(gè)具體的數(shù)值。利用分水嶺工具提取的集水區(qū)，就是這里的庫(kù)區(qū)，而通過(guò)條件函數(shù)設(shè)定了水面高度之后提取低于水面高程的柵格數(shù)據(jù)，這就是所謂的淹沒(méi)區(qū)。淹沒(méi)區(qū)與下墊面之間的體積就是庫(kù)容。

　　裁剪庫(kù)區(qū)的DEM數(shù)據(jù)

　　為什么要利用集水區(qū)（庫(kù)區(qū)）的面去裁剪DEM。這樣做的原因是在下一步使用條件函數(shù)去過(guò)濾DEM一定高度的像元時(shí)可以剔除掉不相關(guān)的數(shù)據(jù)。這部分是非常重要的。 裁剪工具使用的是柵格工具箱里面的裁剪工具，其裁剪的時(shí)候需要特別注意的是要根據(jù)集水區(qū)的邊界進(jìn)行裁剪，不然的話默認(rèn)只會(huì)將集水區(qū)的外矩形邊框范圍裁剪出來(lái)。其設(shè)置如下圖所示

　　必須勾選上“使用輸入要素裁剪幾何”這個(gè)選項(xiàng)。

　　庫(kù)容計(jì)算核心工具

　　有了前面的集水區(qū)分析得出庫(kù)區(qū)范圍，后面的計(jì)算就可以完全交給條件函數(shù)工具去做了。條件函數(shù)可以根據(jù)一定的高程值對(duì)DEM進(jìn)行過(guò)濾，及所謂的淹沒(méi)區(qū)計(jì)算。如下圖所示

　　提取出淹沒(méi)區(qū)的DEM之后，關(guān)鍵部分是使用DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行體積的計(jì)算。在ArcGIS 3D擴(kuò)展模塊中有一個(gè)名為表面體積的計(jì)算工具，可以計(jì)算DEM數(shù)據(jù)某一平面以下或以上的體積。在這個(gè)場(chǎng)景下當(dāng)然是使用高程以下的體積了。如下圖所示

　　庫(kù)容和淹沒(méi)區(qū)計(jì)算的建模流程

　　以下是在ArcGIS Modelbuilder 中建模的流程

　　筆者已經(jīng)將水面的高度作為參數(shù)進(jìn)行建模，在實(shí)際操作過(guò)程中可以進(jìn)行調(diào)整，這樣就比較方便了。如下圖所示

　　其最終分析的結(jié)果會(huì)生成一個(gè)報(bào)告文件，計(jì)算出水庫(kù)的庫(kù)容及水面面積，并且在地圖上加載集水區(qū)和淹沒(méi)區(qū)，如下圖所示

　　總結(jié)：庫(kù)容和淹沒(méi)區(qū)的計(jì)算是對(duì)水文分析工具和ArcGIS工具的綜合運(yùn)用，沒(méi)有水文分析計(jì)算出集水區(qū)范圍，光有體積計(jì)算工具是沒(méi)有任何作用的。可以看到，解決實(shí)際問(wèn)題都是需要對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用。

　　（二）流域提取流程

　　導(dǎo)讀：這里的流域是一個(gè)自然概念，而不是行政概念，或者稱之為集水區(qū)更加合理一些。在流域提取中，其過(guò)程都是先定義河流然后才能通過(guò)河流定義流域。其中流域的提取采用的是分水嶺工具。

　　流域提取過(guò)程同樣是在河流提取的基礎(chǔ)上進(jìn)行，其流域定義部分歸根到底還是在河流定義部分，也就是使用正確的閾值進(jìn)行設(shè)置。其基本流程如下

　　其不一樣的地方是完成了河流鏈接之后，使用分水嶺工具進(jìn)行提取，其結(jié)果可以使用柵格轉(zhuǎn)面工具將其轉(zhuǎn)換為矢量面要素。

　　分水嶺工具

　　如果對(duì)該區(qū)域進(jìn)行整體的提取，那么使用分水嶺工具針對(duì)河流鏈接的柵格結(jié)果就可以完成。但一般很少這樣做，因?yàn)榇蠖鄶?shù)時(shí)候流域的劃分已經(jīng)完成，除非需要做一些中小河流的研究才會(huì)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行中小流域的提取。 下面是分水嶺工具的設(shè)置

　　通過(guò)提示可以看到其參數(shù)分為流向柵格和 “輸入柵格數(shù)據(jù)或要素傾瀉點(diǎn)數(shù)據(jù)” ，第二個(gè)參數(shù)描述比較難懂，其實(shí)它是分為兩部分，第一部分為輸入柵格數(shù)據(jù)，一般指的是柵格河流數(shù)據(jù)，也就是使用條件函數(shù)設(shè)置好閾值的數(shù)據(jù)；另一部分就是傾瀉點(diǎn)數(shù)據(jù)，它可以是一個(gè)點(diǎn)狀的柵格數(shù)據(jù)或者點(diǎn)狀的要素?cái)?shù)據(jù)，在實(shí)際應(yīng)用中指的就是斷面數(shù)據(jù)，或者就是站點(diǎn)。 如果采用的是某個(gè)站點(diǎn)或者某幾個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行輸入，那么得出的就是該站點(diǎn)對(duì)應(yīng)的集水區(qū)。其意義就在于該集水區(qū)就是影響該水文站點(diǎn)數(shù)據(jù)范圍，只要在該集水區(qū)內(nèi)的所有自然和人類活動(dòng)都會(huì)直接影響該站點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

　　采用站點(diǎn)數(shù)據(jù)作為傾瀉點(diǎn)去提取流域的情況，站點(diǎn)位置與DEM傾瀉點(diǎn)位置不一致，在生成集水區(qū)的時(shí)產(chǎn)生大量的“碎片”，這些碎片有的會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于集水區(qū)。這是由于站點(diǎn)的矢量數(shù)據(jù)與DEM數(shù)據(jù)不一致造成的。

　　要解決的這個(gè)問(wèn)題，就必須使用【捕捉傾瀉點(diǎn)】工具對(duì)站點(diǎn)做一些傾瀉點(diǎn)的捕捉，這樣就可以將站點(diǎn)范圍內(nèi)最近的流量最大的像元捕獲到。這個(gè)捕獲到的像元才是真正集水區(qū)的出水口。

　　流域提取的建模過(guò)程

　　流域提取的建模過(guò)程大概如下

　　再來(lái)看最終運(yùn)行的結(jié)果，如下圖

　　總結(jié)：流域提取一般分為區(qū)域內(nèi)流域的定義提取和站點(diǎn)對(duì)應(yīng)的集水區(qū)提取，這對(duì)研究區(qū)域水文變化有非常大的作用。在流域或集水區(qū)范圍內(nèi)的一切變化，都可能影響到河流對(duì)應(yīng)的斷面數(shù)據(jù)。

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