ArcGis栅格工具在水资源分析中的简单应用

黄令 李晨琦

【摘要】GIS是地理信息系统（geographical information system）的简称，主要用于分析和处理一定地理区域内分布的各种现象过程，解决复杂的规则、决策和管理问题。ArcGIS目前已在水文分析计算中广泛应用，在使用过程中，我们发现使用栅格工具可以方便快捷进行点、线、面、体等各种矢量的数据分析。

【关键词】ArcGIS；水资源分析；栅格工具

引言

在进行水资源分析计算过程中，我们往往采用等值线查读各种参数然后计算降水量、蒸发量和径流量等水量数据，目前我们能通过CAD、MAP、SRFFER等工具进行分析，往往还需要多种软件之间的数据或文件进行交换。在应用ArcGIS进行水资源分析时，我们针对栅格数据和矢量数据进行转换或嵌套统计，能很好完成水资源分析中针对点、线、面等矢量的计算，下面以绵阳市平均降水量计算为例，简单说明栅格工具的应用。

一、基础数据准备

根据需要导入县级行政区划和周围需参考的雨量站基礎图层，行政区划为面图层，雨量站为点图层，雨量站中必要的数据栏有经纬度和绘制等值线需要的年降水量数据。

导入基础数据后如图1所示情况。

二、等值线的绘制与处理

根据各雨量站点雨量值，采用“Spatial Analyst”工具集下“插值分析”工具，将散点插值为栅格表面（一般采用克里金法、反距离权重法、自然邻域法），其中，对栅格表面等值形状影响较大的参数主要是像元大小，各插值采用的点数据主要依据搜索距离搜索点数。具体各参数设置在“环境设置”中。插值后效果如右图。

在“3D Analyst Tools”工具集中找到“栅格表面”下“等值线”提取工具，于上面创建的栅格图层中提取出需要的等值线，其中等值线间距和Z因子可根据需要详细选择。

经过插值和等值线提取后效果如下图，从下图中可以看出，ArcGIS中提取的等值线与手动勾绘的等值线不同，其中锐角、突变等与实际情况不符合，且根据区域气候、植被、下垫面条件的不同也需要手动调整等值线。可采用编辑模式下的“整形要素工具”、“编辑折点”及高级编辑中的“平滑”、“概化”工具，根据需要进行修整。修整后等值线如右图所示。

三、面平均雨量计算及成果出图

根据ArcGIS中栅格处理，需要用点要素进行栅格插值，因此我们需将已修整完成的等值线转换为点要素，采用Data Management Tools工具集中“要素”下的“要素转点”工具将等值线转换为较均匀点阵，根据点阵重新生成降水量栅格。如右图所示。

图5调整后再次栅格化成果图

采用Spatial Analyst Tools工具集中“区域分析”下的“分区统计”及“以表格显示分区统计”工具，制作成“绵阳分区降水量分布图”及各县平均降水量成果表。

图中，不同的颜色代表不同的面平均雨量数值，表中MEAN栏，即为我们所求的面平均雨量值。当然用同样的方法还可以求得和、频次最高（最低）的值、最大（最小）值、中值、最大差值、标准差及各值的统计数据。

四、结论

通过大量实践表明，用ArcGIS栅格工具可以很大提升工作效率，节省分析计算时间；且具有更准确、更直观的优势。当然，ArcGIS中还有专门针对水文分析的工具，有大数据分析工具及3D建模等工具，可以很好地为未来水文分析计算、水文情报预报等服务，这需要我们更广泛更深入地了解和学习ArcGIS。

参考文献：

[1]ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].科学出版社，汤国安，杨昕编著， 2006.

[2]胡应剑.基于ArcGIS的流域水文特征分析方法研究[J].测绘与空间地理信息，2018，41（01）：167-171.

[3]等值线表示法在水资源评价中的应用[J]. 赵桂君.内蒙古水利.2012（06）.