[发明专利]基于GIS平台的城市水系构建规划方法

摘要

本发明公开了一种基于GIS平台的城市水系构建规划方法，对ArcGIS平台下自有的空间分析工具（Spatial Analyst工具）进行整合，形成一套完整的适用于水系规划的分析方法。主要包括以下三个部分1.现状水系的筛选分析工具根据现有的水系分布及其径流量，筛选出达到一定‑积及累积径流量的水系；2.洪水淹没分析工具进行提取分析，计算可能的洪泛区；与筛选后的现状水系进行迭代，计算现有水系范围之外的洪泛区；3.水系连通性分析工具根据成本数据，同时对图层内的多对面状水系连通进行最优路径分析。三个部分结合在一起很好的解决了城市规划工作中现状水系梳理、新水域建设及水系间连通的问题，最终形成一套完整的高效率的适用于水系规划的分析工具。

主权项

一种基于GIS平台的城市水系构建规划方法，其特征在于，利用ArcGIS10.0工具箱下的模型构建器建立现状水系筛选工具、洪水淹没分析工具以及水系连通性分析工具；并包括如下步骤：步骤1、预规划区域的现状测绘数据预处理：将预规划区域的CAD地形图文件中的水系和高程要素分图层元素导入ArcGIS后转换为.shp格式文件，其中，将现状水系要素保存为面文件，将高程要素保存为点文件和/或线文件；应用ArcGIS10.0工具箱下的3D分析工具，根据上述的点文件和/或线文件生成该区域DEM栅格数据；步骤2、通过现状水系筛选工具对现状水系筛选后得出规划保留的水系：利用步骤1得到的DEM栅格数据，应用ArcGIS水文分析工具进行地表雨水径流分析，计算得到栅格格式的区域汇流累积量；将区域汇流累积量以及步骤1获得的面文件输入到所述的现状水系筛选工具，所述现状水系筛选工具从中提取出规划保留的水系，所述规划保留的水系大于设定流量阈值与面积阈值的现状水系；提取出规划保留的水系包括以下步骤：对区域汇流累积量进行重采样处理，设定栅格大小为0.5×0.5；利用ArcGIS10.0工具箱下的矢栅转换工具，把栅格格式的区域汇流累积量转换成矢量面状的区域汇流累积量；利用ArcGIS10.0工具箱下的空间连接工具，将区域汇流累积量属性赋予保存有现状水系要素的面文件；利用ArcGIS10.0工具箱下的计算字段工具，计算出所述面文件中所有现状水系的面积；通过查阅当地地形水文气象资料，对项目的区位、土壤、地质、植被、气候条件进行分析，依据当地降水量、蒸发量、年来水量设定最小径流汇流累积量阈值、最小保留面状水系面积阈值；利用ArcGIS10.0工具箱下的选择工具选择属性脚本，设定面文件中所有现状水系的面积阈值和累积量阈值，将大于等于面积阈值和累积量阈值的现状水系保留下来作为规划保留的水系；步骤3、根据预规划区域的防洪标准，利用洪水淹没分析工具得出规划可新增的水面：将DEM栅格数据与步骤1得到的保存有现状水系要素的面文件输入到洪水淹没分析工具，根据预规划区域的防洪标准设定高程阈值，提取出洪水易淹没区域，得出规划可新增的水面，其步骤如下：步骤3‑1、利用ArcGIS10.0工具箱下的栅格计算器，对预规划区域DEM栅格数据进行分析，提取出小于高程阈值的区域，即洪泛区；步骤3‑2、利用ArcGIS10.0工具箱下的矢栅转换工具，把提取出的栅格格式的洪泛区转换成矢量格式数据；步骤3‑3、利用ArcGIS10.0工具箱下的擦除工具，将洪泛区内的现状水系擦除后得到洪水淹没区域，即规划可新增水面；步骤4、利用水系连通性分析工具得出预规划区域的水系连通的最优路径：将步骤2和步骤3得到的规划保留的水系和规划可新增水面进行整合得到规划水系雏形；将该规划雏形输入到水系连通性分析工具，利用ArcGIS10.0工具箱下的叠加分析工具得到水系建设阻力成本文件，针对规划雏形中的水面得出水系连通的最优路径，其步骤如下：步骤4‑1、利用ArcGIS10.0工具箱下的筛选工具，通过水系ID号对所要分析的水系进行筛选，分别得到目标水系和源水系；步骤4‑2、利用ArcGIS10.0工具箱下的成本距离工具，结合水系建设阻力成本文件，对步骤4‑1得到的源水系进行成本距离分析，得到源水系到目标水系的距离栅格和方向栅格数据；步骤4‑3、利用ArcGIS10.0工具箱下的成本路径工具，对步骤4‑1和步骤4‑2得到的数据进行成本路径分析，并把成本路径分析的结果转换为矢量数据，得到水系连通的最优路径；步骤5、将上述步骤2、步骤3和步骤4分别得到的规划保留水系、规划可新增水面和水系连通的最优路径进行叠加，最终得到水系规划方案。