基于ArcGIS的水资源短缺分析.doc

GIS及其应用课程作业 基于ArcGIS的水资源短缺分析 姓 名： ******* 班 级： ***** 学 号： ******* 基于ArcGIS的水资源短缺分析 摘要：在数据库的基础上，利用ArcGIS的空间分析功能，对研究区的水资源短缺风险的降雨和蒸发因子进行描述，形成多年平均年降雨量分布图和Cv等值线图，多年平均年蒸发量分布图，从而对灌区的水资源短缺风险源进行比较直观的表述。 关键词：ArcGIS；水资源短缺分析；风险因子 0 引言 水资源短缺问题越来越成为制约社会经济发展和影响社会稳定的重要因素之一，当供给不能满足用水需求时，就会出现水资源短缺风险。受降雨、径流及其它各种随机因素的影响，供水和需水都会不同程度地存在许多不确定性因素，因此，出现水资源短缺风险是必然的。区域水资源短缺风险的敏感因子有降雨、水循环利用程度、蒸发等。本文在数据库基础上，利用ArcGIS的空间分析功能，可以对研究区的水资源短缺风险源有更直观的表述。由于时间和资料限制，本文只对研究区水资源短缺风险的降雨和蒸发因子进行描述。 1 GIS简述 GIS，中文名称地理信息系统，英文全称Geographical Information System，是国际上20世纪60年代以来随着计算机技术发展而发展起来的一门新兴技术。GIS系统是将描述“在什么地方”的信息与描述“这是什么”的信息相链接的制图软件。ArcGIS是由美国ESRI公司早期的GIS产品Arc/Info演变而来的。ArcGIS不仅保留了Arc/Info产品强大的处理功能（ArcGISWorkstation），同时极大地丰富了在Windows桌面上的应用（ArcMap，ArcCatalog），一经推出，就成为世界上应用广泛的GIS软件之一。 ArcGIS9.2是一个完整的软件包，包括ArcGIS Desktop (ArcInfo, ArcEditor, ArcView和ArcReader)，ArcGIS Server和 ArcGIS Engine。其中，桌面GIS软件都由一系列整合的应用程序构成—ArcCatalog， ArcMap，ArcGlobe，ArcToolbox和ModelBuilder，通过协调一致地调用应用和界面，可以实现任何从简单到复杂的GIS任务，包括制图，地理分析，数据编辑，数据管理，可视化和空间处理。本研究采用ArcGIS9.2 桌面系统。 2 灌区概况及行政分区系统 研究区为位于湖北省中部的某灌区，灌区面积5543.93 km2，利用ArcGIS软件，建立研究区数据库。研究区及行政分区数据库系统框图见图1。 图1 研究区数据库系统框图 3 水资源短缺风险源描述 本次研究利用ArcGIS对灌区水资源短缺风险的降雨、蒸发特征进行描述，形成多年平均年降雨量分布图和Cv等值线图，多年平均年蒸发量分布图。 3.1降雨量和蒸发量分布图的绘制 制图过程中，用蓝色表示降雨量，黄色表示蒸发量，颜色由浅到深代表数据由小到大。 （1）打开降雨分布（蒸发分布）图层的属性框，出现Properties对话框； （2）选中Symbology项，在Show框中选择Categories项的下一级标题Unique Values； （3）在Value Field下拉菜单中选择要显示的字段名称：rainfall（Evaporation）； （4）选择添加所有数值（Add All Values）或部分数值（Add Values）： Add All Values； （5）在Symbol下双击颜色框，根据需要选择显示的颜色：蓝色（黄色）； （6）在Label项中输入图例显示的内容：默认的数字； （7）点击OK按钮,生成降雨量分布图（蒸发量分布图）； （8）根据需要把生成的专题图进行制图输出，见图2，图3。 图2 多年平均降雨量分布图 图3多年平均蒸发量分布图 3.2降雨量Cv等值线图的生成 空间插值是用已知点数值来估算其他点数值的过程，在ArcGIS中有三种主要的插值方法：反距离加权插值法、样条函数插值方法和克里金插值方法，其中克里金插值方法中又分为普通克里金插值方法（Ordinary Kriging）和通用克里金插值方法（Universal Kriging）。本次研究采用普通克里金插值方法（Ordinary Kriging）。 ArcGIS中降雨量Cv等值线图的绘制步骤如下： （1）在Spatial Analyst下拉菜单下中选择Interpolate to Raster, 在弹出的下一级菜单中点击Kriging，出现Kriging对话框； （2）在Input points的下拉菜单中选择被用来进行插值的离散点数据层