一种基于ArcGIS的截洪沟系统规划设计服务分区自动识别方法与流程

本发明涉及一种基于arcgis的截洪沟系统规划设计服务分区自动识别方法，属于排水工程。

背景技术：

1、随着城市排水系统的发展，城市雨水排放已由传统的单一雨水管网系统逐步发展为集源头减排、管网排放、蓄排并举、洪涝衔接等排水防涝工程措施和超标应急等非工程性措施于一体的全过程内涝防治系统。在此背景下，洪雨分流已成为城市内涝防治的主要应对策略之一，即通过系统构建完善的截洪沟系统，将截留的山洪水就近引入水体，尽量避免山洪进入城市雨水排水系统，减小城市雨水排水系统的负荷。截洪沟设计流量的确定与其服务范围的大小息息相关，因此，在城市规划设计阶段，如何合理有效的划定截洪沟系统的服务范围，是截洪沟规划设计的重要一环，也是保障城市内涝防治能力的重要手段。

2、在截洪沟服务分区识别划定方面，传统的方法通常根据截洪沟的位置，基于地形图、卫星影像图或航空影像图进行人工识别和划定，但人工划定的方法通常效率较低且误差较大。因此亟需通过准确有效的方法识别截洪沟系统的服务分区，支撑城市内涝防治系统的规划、设计、管理等工作。

3、基于上述截洪沟系统服务分区划定方法存在的缺陷，本发明从截洪沟系统规划设计计算的实际需求出发，提出了一种基于arcgis的截洪沟系统规划设计服务分区自动识别方法，只需通过arcgis既有工具对原始截洪沟数据和地形数据进行一定的处理，即可实现截洪沟服务分区的自动识别和转换，主要数据处理过程和截洪沟服务范围的识别均通过计算机自动化和批量化实现，避免了传统手工划定方法存在的弊端，可大幅提高识别截洪沟服务范围的精度和效率。

技术实现思路

1、本发明主要为准确有效识别划定截洪沟系统规划设计服务分区，提出了一种基于arcgis的截洪沟系统规划设计服务分区自动识别方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种基于arcgis的截洪沟系统规划设计服务分区自动识别方法，所述方法依次包含以下步骤：

4、(1)规划图纸中截洪沟数据的处理

5、在cad中将规划图中的规划设计截洪沟线位数据统一在同一图层，将各段相连管线的端点连接于一点，将处理后的截洪沟数据另存为一张新的cad图纸。

6、(2)截洪沟图形数据的转换和属性数据的处理

7、(2.1)通过arcgis将步骤(1)处理后的截洪沟数据转换为线类型shapefile格式文件，命名为“截洪沟”。

8、(2.2)通过arcgis的“add field”即添加字段工具，添加“value”字段，字段类型设置为双精度。通过“field calculator”即字段计算器工具，采用vb脚本设置“value＝[fid]+1”，为各段截洪沟自动增加唯一标识码。

9、(3)地形模型的创建和地形栅格数据的处理

10、(3.1)在arcgis中基于地形高程数据创建浮点型地形高程栅格数据，命名为“dem”。

11、(3.2)通过arcgis的“fill”即填洼工具，将步骤(3.1)创建的“dem”数据填充为无凹陷点的栅格数据，其中“输入表面栅格数据”选择步骤(3.1)创建的“dem”，“输出表面栅格”命名为“fill_dem”。

12、(3.3)通过arcgis的“flow direction”即流向工具，基于d8算法，创建基于无凹陷点栅格数据的流向栅格数据，其中“输入表面栅格数据”选择步骤(3.2)输出的“fill_dem”，“输出流向栅格数据”命名为“flowdir”。

13、(3.4)通过arcgis的“flow accumulation”即流量工具，创建基于流向栅格数据的像元累积流量栅格数据，其中“输入流向栅格数据”选择步骤(3.3)输出的“flowdir”，“输出蓄积栅格数据”命名为“flowacc”。

14、(4)截洪沟数据栅格化转换与处理

15、(4.1)截洪沟数据栅格化转换

16、通过arcgis的“snap pour point”即捕捉倾泻点工具，创建基于步骤(2)截洪沟shapefile文件和步骤(3.4)流量栅格数据的截洪沟栅格数据，命名为“snappou”，其中“输入栅格数据或要素倾泻点数据”选择步骤(2)处理后的“截洪沟”，“倾泻点字段”选择“value”，“输入蓄积栅格数据”选择“flowacc”。

17、(4.2)截洪沟栅格数据处理

18、通过arcgis的“con”即条件函数工具，提取步骤(4.1)的“snappou”栅格像元中value值大于0的栅格，命名为“con_snappou”，其中“输入条件栅格数据”选择步骤(4.1)生成的“snappou”，“表达式”设置为“value>0”，“输入条件为true时所取的栅格数据或常量值”选择步骤(4.1)生成的“snappou”。

19、(5)截洪沟服务分区的自动识别

20、通过arcgis的“watershed”即分水岭工具，基于截洪沟栅格数据和流向栅格数据自动识别各段截洪沟的服务分区，其中“输入流向栅格数据”选择步骤(3.3)的“flowdir”，“输入栅格数据或要素倾泻点数据”选择步骤(4.2)的“con_snappou”，“倾斜点字段”选择“value”，“输出栅格”命名为“watersh_flow”。

21、(6)截洪沟服务分区的转换

22、通过步骤(5)生成的截洪沟服务分区数据为整型栅格格式数据，其“value”属性字段与截洪沟“value”属性字段对应，即为各段截洪沟的服务分区。

23、通过arcgis的“raster to polygon”即栅格转面工具，将栅格类型的截洪沟服务分区数据转换为面类型的数据，命名为“watersh_polygon”，其中“输入栅格”选择步骤(5)的“watersh_flow”，“字段”选择“value”。截洪沟服务分区栅格数据各像元的“value”属性值将自动转换至“watersh_polygon”的“gridcode”属性字段中。

24、通过arcgis的“dissolve”即融合工具，自动合并“watersh_polygon”中“gridcode”属性值相同的面要素，即可生成各段截洪沟的服务范围。其中“输入要素”选择“watersh_polygon”，“融合_字段”选择“gridcode”，“输出要素类”命名为“截洪沟服务范围”。

25、本发明所述一种基于arcgis的截洪沟系统规划设计服务分区自动识别方法的有益效果主要体现在：

26、1.采用本发明所述的方法，避免了传统手工划定截洪沟服务分区效率较低且误差较大的弊端，只需通过arcgis既有工具对原始截洪沟数据和地形数据进行一定的处理，即可实现截洪沟服务分区的自动识别和转换，主要数据处理过程和截洪沟服务范围的识别均通过计算机自动化和批量化实现，可大幅提高识别截洪沟服务范围的精度和效率。

27、2.本发明所述方法具有可操作性，无需进行复杂的程序编写，只需基于arcgis既有工具即可完成各个步骤，操作简单，容易实现，保证了本发明的可实施性。