ArcGIS水文分析实战教程（15）库容和淹没区计算

Posted 2022-12-02 李远祥

ArcGIS水文分析实战教程（15）库容和淹没区计算

本章导读：虽然前面已经有章节论述过书库库容计算，但在这里笔者还是需要对整个流程做系统的描述。这部分内容属于水文分析的进阶部分，不再停留在基础的河流、流域提取，而是借助前面的这些基础的原理和操作，使用更多的ArcGIS工具进行辅助分析。 BY 李远祥

库容和淹没区计算 的基本流程

要计算库容就必须先计算出该集水区面积，并且通过不同的水位计算出淹没区，并利用淹没区去裁剪DEM数据，将水面与下垫面的体积计算出来，这就是水库的库容。由于有了前面的基础，这里就不将所有的分析流程都列出来了，只列出关键部分，如下图所示

这里需要用到的水库出水口，水库的坝口位置或者是水文站位置，其水位高度一般是通过水文站读取出来或者认为设定一个具体的数值。利用分水岭工具提取的集水区，就是这里的库区，而通过条件函数设定了水面高度之后提取低于水面高程的栅格数据，这就是所谓的淹没区。淹没区与下垫面之间的体积就是库容。

裁剪库区的DEM数据

为什么要利用集水区（库区）的面去裁剪DEM。这样做的原因是在下一步使用条件函数去过滤DEM一定高度的像元时可以剔除掉不相关的数据。这部分是非常重要的。
裁剪工具使用的是栅格工具箱里面的裁剪工具，其裁剪的时候需要特别注意的是要根据集水区的边界进行裁剪，不然的话默认只会将集水区的外矩形边框范围裁剪出来。其设置如下图所示

必须勾选上“使用输入要素裁剪几何”这个选项。

库容计算核心工具

有了前面的集水区分析得出库区范围，后面的计算就可以完全交给条件函数工具去做了。条件函数可以根据一定的高程值对DEM进行过滤，及所谓的淹没区计算。如下图所示

提取出淹没区的DEM之后，关键部分是使用DEM数据进行体积的计算。在ArcGIS 3D扩展模块中有一个名为表面体积的计算工具，可以计算DEM数据某一平面以下或以上的体积。在这个场景下当然是使用高程以下的体积了。如下图所示

库容和淹没区计算的建模流程

以下是在ArcGIS Modelbuilder 中建模的流程

笔者已经将水面的高度作为参数进行建模，在实际操作过程中可以进行调整，这样就比较方便了。如下图所示

其最终分析的结果会生成一个报告文件，计算出水库的库容及水面面积，并且在地图上加载集水区和淹没区，如下图所示

总结

库容和淹没区的计算是对水文分析工具和ArcGIS工具的综合运用，没有水文分析计算出集水区范围，光有体积计算工具是没有任何作用的。可以看到，解决实际问题都是需要对所学的知识进行综合运用。

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