利用谷歌地球软件获取流域面积方法刍议

利用谷歌地球软件获取流域面积方法刍议

发表时间：2019-03-21T15:26:02.870Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：王长龙1 李凯2

[导读] 流域汇流面积是水利工程洪水计算时的重要基础数据，流域面积的正确性对水利工程质量和安全至关重要。

1山东恒源勘测设计有限公司山东省潍坊市 261000;2潍坊市水利局山东省潍坊市 261000

摘要：该文提出了目前水利工程设计洪水计算时河道汇流面积存在的问题，分析了获取流域汇流面积的常用途径和方法，结合自身工作实践和经验，提出了采用谷歌地球软件进行流域面积获取的方法，供水利工程规划、设计、科研、统计人员参考。

关键词：谷歌地球软件流域面积方法

引言

河道流域面积作为水利工程设计洪水计算时重要的基础资料之一，对设计洪水的计算成果影响较大，流域面积正确与否将直接影响到工程规模、工程质量和工程安全，因此，在工程设计、科研、水利统计过程中应充分重视河道流域面积资料的获取途径的权威性，同时应本着科学、严谨的态度复核流域面积成果的准确性，以保证规划、设计、科研、统计成果的可靠。

1河道汇流面积获取途径、方法和存在问题分析

目前，水利工程常用的河道流域面积获取途径和方法有：

①、对大中型水库、大型河道，其汇流面积可自水利部、水利厅及各大流域委员会出具的统计汇编资料或经水行政主管部门批复的规划、设计文件等权威资料中获取；

②、有些计算断面无相应资料可查，若流域范围有实测流域地形图，则可在适当比例尺的Auto CAD实测流域平面地形图中，勾绘出流域分水线后，直接量取；

③、对于小型水库、河道等，其汇流面积可能未进行过统计，为获取较为准确的汇流面积，则需要开展流域范围的测量，并结合一定深度的现场调研勘察。

在上述流域面积获取途径和方法的过程中，若进行流域地形图测绘往往时间周期长，需耗费大量人力物力财力，这将直接影响工程总投资和工程设计进度；有些已有流域地形图限于当时的技术水平仍可能存在测绘精度不高、测量图分水线不清晰等问题，若直接采用将直接影响工程设计质量，但若重新进行大流域相当精度测量，又会造成新的时间、资源浪费。随着无人机、航拍等技术的发展，获取流域面积时的测绘外业工作变得更加容易，但内业整理工作仍需要耗费相当的时间和人力。因此，亟需开拓新的方法思路，为河道流域面积的获取提供便捷途径。

2谷歌地球软件流域面积获取方法

随着软件新技术的发展，很多新软件的推广应用为我们获取汇流面积提供了新的思路和可能。编者在水利工程设计工作过程中，尤其在河道治理、水库枢纽、排涝工程等工程领域均遇到过需重新量取或复核河道区间流域汇流面积的问题，在多方面学习、探索过程中，分析总结出了利用谷歌地球软件获取流域汇流面积的方法。

谷歌地球是谷歌公司开发的虚拟地球仪软件，可以实现3D地图定位和阅览，软件中包含有美国宇航局提供的大量地形数据，在软件中可读取高程、量取距离，借此工具可在软件中进行相应操作进而量取流域汇流面积、干流比降。下面，对主要过程进行简要说明：

①、在谷歌地图中根据地形、地势变化情况，确定计算流域与附近流域间的分水线，依次点取流域汇流区域，并在流域内水平区域绘制一辅助直线，记录其长度（如500米），方便下步调整比例尺；

②、点取流域中泓线，按照相关规定分区间读取流域内高程并记录，按照加权平均法便可得流域干流比降。将流域汇流范围视图转至水平，进行汇流区域截图；

③、将截图导入Auto CAD软件中，描绘辅助直线，根据辅助直线长度将截图缩放至1:1000比例（方便面积换算）；

④、在Auto CAD中描绘汇流区域，并读取流域面积。

通过以上4步，可获取准确的河道流域汇流面积，为方便理解和应用，在第3章中将通过工程实例进行介绍。

3工程实例

某小型水库需进行除险加固工作，在前期工程资料收集时，发现该小型水库历年除险加固采用的流域汇流面积数据不准确，为保证工程设计质量，需对其流域面积进行获取。同时，该水库所处流域无实测Auto CAD地形图，若对流域地形图开展测量工作量大，时间和资金均不允许。为获得准确汇流面积，可采用谷歌地球软件进行快速获取，获取过程演示如下：

步骤①：在谷歌地图中逐步确定流域分水线、中泓线，分水线最终形成封闭曲线，即为流域的汇流面积。

图2 步骤②示意图

4结语

流域汇流面积是水利工程洪水计算时的重要基础数据，流域面积的正确性对水利工程质量和安全至关重要。目前国内水利工程流域汇流面积获取的主要途径为权威的统计、规划、设计资料，流域面积获取的主要方法为开展流域地形图测绘并依此确定汇流面积。但是，权威资料中亦会存在汇流面积不准确的可能，小型河道更多无资料可查，已有的流域地形图也存在精度不足的问题，而开展地形图测绘的需投入大量的时间和资金，在很多时候是不允许的。为此，编者在工作过程中，通过实践应用总结了采用谷歌地球软件进行河道流域面积获

取的方法，该方法简洁易懂、获取直观，可为水利工程规划、设计、科研、教学、统计等人员提供参考。