详解如何使用ArcGIS计算水库库容量

01概述

洪水灾害是我国发生频率高、危害范围广、对国民经济影响最为严重的自然灾害，亦是威胁人类生存的十大自然灾害之一。以流域内水库的防洪库容密度作为体现水库的防洪能力的指标，若流域水库防洪库容密度大，则水库防洪能力强，该流域遇到洪涝灾害时，水库越体现其防洪减灾作用。这里，我们介绍一下如何使用ArcGIS计算水库库容量。

02数据获取

本教程所使用的数据是水经注微图下载的DEM数据，除了DEM数据，常见的GIS数据均可以使用水经注微图进行下载。

水经注微图

（关注微信公众号“水经注GIS”,回复“微图4.0”获取微图软件安装包）

03填洼处理

在ArcToolbox内点击“Spatial Analyst工具\水文分析\填洼”，调用填洼工具。

调用填洼工具

在显示的填洼对话框内，输入表面栅格为下载的DEM数据，如下图所示。

填洼设置

点击确定之后可以得到填洼的结果，如下图所示。

填洼结果

04获取流向数据

在ArcToolbox内点击“Spatial Analyst工具\水文分析\流向”，调用流向工具。

调用流向工具

在显示的流向对话框内，输入表面栅格数据为上一步填洼后的栅格。

流向设置

点击确定之后可以得到流向栅格，如下图所示。

流向栅格

05获取流量数据

在ArcToolbox内点击“Spatial Analyst工具\水文分析\流量”，调用流量工具。

调用流量工具

在显示的流量对话框内，输入流向栅格数据为上一步得到的流向栅格。

流量设置

点击确定之后可以得到流量栅格，如下图所示。

流量栅格

06捕捉倾泻点

虽然坝口位置便可以看成是出水口，但也不能直接使用。

因为它与原DEM不是同一份数据，位置上跟DEM对应的出水口还是有差别的，所以，必须要进行捕捉，以确保捕捉到的倾泻点是该点流量最大的栅格。

在ArcToolbox内点击“Spatial Analyst工具\水文分析\捕捉倾泻点”，调用捕捉倾泻点工具。

调用捕捉倾泻点工具

在显示的捕捉倾泻点对话框内，输入栅格数据或要素倾泻点数据为手工选择的倾泻点数据，输入蓄积栅格数据为之前得到的流量数据。

捕捉倾泻点设置

点击确定之后就可以得到捕捉的倾泻点，如下图所示。

捕捉的倾泻点

07计算集水区

在ArcToolbox内点击“Spatial Analyst工具\水文分析\分水岭”，调用分水岭工具。

调用分水岭工具

在显示的分水岭对话框内，输入流向栅格数据为之前获取到的流向栅格，输入栅格数据或要素倾泻点数据为上一步捕捉到的倾泻点数据。

分水岭设置

点击确定之后可以得到集水区，如下图所示。

集水区

08获取集水区范围

在ArcToolbox内点击“转换工具\由栅格转出\栅格转面”，调用栅格转面工具。

调用栅格转面工具

在显示的栅格转面对话框内，输入栅格为上面得到的集水区。

栅格转面设置

点击确定之后可以得到集水区范围，如下图所示。

集水区范围

09裁剪DEM数据

在ArcToolbox内点击“数据管理工具\栅格\栅格处理\裁剪”，调用裁剪工具。

调用裁剪工具

在显示的裁剪对话框内，输入栅格为下载的DEM数据，输出范围为上一步得到的集水面范围，勾选上使用输入要素裁剪几何。

裁剪设置

点击确定之后可以看到裁剪后的DEM数据，如下图所示。

裁剪后的DEM数据

10计算蓄水库容

在ArcToolbox内点击“Spatial Analyst工具\条件分析\设为空函数”，调用设为空函数工具。

调用设为空函数工具

在显示的设为空函数对话框内，输入条件栅格数据为裁剪后的DEM数据，表达式设置为Value >650，表示将高程值大于650的部分设置为NoData，输入条件为false时所取的栅格数据或常量值为裁剪后的DEM。

设为空函数设置

点击确定之后可以得到处理后的DEM数据，如下图所示。

处理后DEM

在ArcToolbox内点击“3D Analyst工具\功能性表面\表面体积”，调用表面体积工具。

调用表面体积工具

在显示的表面体积对话框内，输入表面为处理后的栅格，输出文本文件选择一个合适的位置，参考平面选择BLOW，表示计算下垫面的体积。

表面体积设置

点击确定之后可以得到表面体积信息（即水库库容），单位为立方米，如下图所示。

表面体积信息

11结语

以上就是如何使用ArcGIS计算水库库容量的详细说明，主要包括了数据获取、填挖处理、获取流向数据、获取流量数据、捕捉倾泻点、计算集水区、获取集水区范围、裁剪DEM数据和计算蓄水库容等功能。如果在使用过程中有任何疑问，请联系我们客

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