（江西省基礎(chǔ)測繪院 江西南昌 330001）

1 引言

我國是一個洪水多發(fā)性國家，每年因洪水淹沒造成的損失難以估計。特別是我們江西鄱陽湖地區(qū)更是洪水多發(fā)區(qū)。如果在洪水到來之前，我們能憑洪水的水位來計算洪水淹沒的面積的話，我們就可以有效組織、指揮抗洪搶險，盡量減少災(zāi)害損失的關(guān)鍵，具有十分重要的意義。

2 不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）

在數(shù)字地形建摸中，不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN-Triangulated Irregular Network）通過從不規(guī)則分布的數(shù)據(jù)點生成的連續(xù)三角面逼近地形表面。即按地形特征采集的點根據(jù)一定規(guī)則連接成覆蓋整個區(qū)域且互不重疊的許多三角形，構(gòu)成一個不規(guī)則三角網(wǎng)，通常稱為不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）。TIN模型的優(yōu)點是它能以不同層次的分辨率來描述地形表面；能較好地顧及地貌特征點、線，逼真地表示復(fù)雜地形起伏特征，并能克服地形起伏變化不，大地區(qū)產(chǎn)生冗余數(shù)據(jù)的問題，因此量算出來的面積精度高。DEM的別的建模形式也能用于面積量算，但精度較低。由于我們要求量算的面積精度高，故鄱陽湖地區(qū)選用不規(guī)則三角網(wǎng)DEM 進行洪水淹沒面積的量算。

3 洪水淹沒面積的量算方法

先把制作DEM的矢量數(shù)據(jù)的點、線、多邊形和范圍線構(gòu)成的面轉(zhuǎn)換成SHP格式的點、線、面數(shù)據(jù)，再把SHP格式的點、線、面數(shù)據(jù)添加到ARCGIS 界面下，用ARCGIS的3D分析工具進行構(gòu)TIN。TIN 構(gòu)好之后，進行面積的量算。

（1）由矢量數(shù)據(jù)創(chuàng)建TIN 方法：在ARCGIS中，可以使用一種或多種輸入數(shù)據(jù)一步創(chuàng)建TIN模型，也可以分步創(chuàng)建，并可以通過向已有TIN模型中添加要素實現(xiàn)對已有模型的改進。TIN表面模型可以從格網(wǎng)點、隔斷線與多邊形中生成。格網(wǎng)點用來提供高程，作為生成三角網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點。

點集：它是TIN的基本輸入要素，決定了TIN表面的基本形狀。TIN表面可以有效地對異質(zhì)表面建模型。在變化大的地方，使用較多的點，對于較平坦的表面，使用較少的點。

隔斷線：它可以是具有高度的線，也可以是沒有高度的線。在TIN中構(gòu)成一條或多條三角形的邊序列。隔斷線有“軟”隔斷線和“硬”隔斷線兩種。“硬”隔斷線用來表示表面上的不連續(xù)性，如溪流與河道可作為“硬”隔斷線加在TIN中以表示表面在其所在處的突然變化，從而可以改進TIN表面的顯示與分析。“軟”隔斷線即添加在TIN表面上用以表示線性要素但并不改變表面坡度的邊。比如，要標(biāo)出當(dāng)前分析區(qū)域的邊界，可以在TIN表面上用“軟”隔斷線表示出來，不會影響表面的形狀。多邊形表面要素有四種類型：裁切多邊形；刪除多邊形；替換多邊形；填充多邊形。在創(chuàng)建TIN的過程中，多邊形要素被集成到三角形中，作為三條或更多的三角形邊所組成的閉合序列。在TIN表面中使用隔斷線與多邊形，可以更好地控制TIN表面的形狀。

多邊形：它是用來表示具有一定面積的表面要素，如湖泊、水體，或用來表示2 區(qū)域的邊界。邊界可以是群島中單個島嶼的海岸線或某特定研究區(qū)的邊界。

創(chuàng)建TIN的步驟：①選擇創(chuàng)建TIN所用的要素圖層；②選擇要使用的其它要素；③對每個要素，進行以下操作：先進入3D分析---創(chuàng)建/修改TIN---從要素到創(chuàng)建TIN 進入構(gòu)TIN 界面，再分別勾上點、線、面，點、線、面分別對應(yīng)的選擇（即選擇幾何字段；選擇高程字段；選擇要素合成方式，包括點集、隔斷線或多邊形；選擇標(biāo)志值字段）如下圖；④設(shè)置好存放路徑及名稱，點擊確定系統(tǒng)將會自動進行創(chuàng)建TIN。

（2）量算方法：TIN 構(gòu)好之后，進入3D分析--表面分析--面積和體積界面下進行面積的量算：首先計算范圍內(nèi)的總面積：進入面積和體積界面下看此圖的最高或最低高程，如下圖最大高程為27.66，則在平面高程度中輸入30，再點擊計算平面下方的統(tǒng)計值，點擊計算統(tǒng)計值即可得到范圍內(nèi)的總面積（如在平面高度內(nèi)輸入低于最小值的高程如10的話，則點擊計算平面上方的統(tǒng)計值，點擊計算統(tǒng)計值也可得到范圍內(nèi)的總面積）。只有在計算的總面積和理論面積（理論面積是直接用范圍線再和別的軟件計算出來的面積，我們這次的理論面積是用GEOWAY 軟件計算的）相差很小很?。础居嬎忝娣e-理論面積】/理論面積的值小于0.004）的情況下，方可計算某一高程值的洪水淹沒面積，如果計算的總面積和理論面積相差較大，則應(yīng)查找原因，一般的是構(gòu)TIN的范圍和范圍線不符，這時應(yīng)該周圍加一些特征線使得構(gòu)TIN的范圍和范圍線一樣即可。

某一高程值的洪水淹沒面積的量算：如計算高程值為19米內(nèi)的洪水淹沒面積，則平面高程度中輸入19米的高程，點擊計算平面下方的統(tǒng)計值，點擊計算統(tǒng)計值即可如下圖：高程值為19米洪水淹沒的2D 面積為6994064.94 平方米，表面面積為7044942.53 平方米，體積為18553156.64 立方米。我們這次計算鄱陽湖某一高程值的洪水淹沒面積采用的是2D 面積的值。再計算高程值為19米外的洪水淹沒面積，量算方法跟上術(shù)方法是一樣的，只是高程值為19米外的洪水淹沒面積應(yīng)點擊計算平面上方的統(tǒng)計值。量算為19米外的洪水淹沒面積是為了檢查量算的精度。

4 量算精度的控制

（1）總面積量算精度的控制：只有【計算面積-理論面積】/理論面積的值小于0.004 才算合格。

（2）某一高程值洪水淹沒面積量算精度的控制：如高程值為19米，只有【（19米內(nèi)的洪水淹沒面積+19米外的洪水淹沒面積）-理論面積】/理論面積的值小于0.004 才算合格。如果大于等于0.004，則應(yīng)查看高程值為19米處的平山角（即構(gòu)成三角網(wǎng)的高程值全為19米），因為用此方法進行面積統(tǒng)計，它不計算高程值剛好是19米的面積，這時應(yīng)在有平三角的地方加一些正確的高程值的特征線消除這些平山角，只要消除了平三角，量算精度就會合格。每一個高程值都是如此，即可保證任何高程值的洪水淹沒面積量算的精度都小于0.004。

5 結(jié)語

使用ARCGIS的3D分析構(gòu)TIN，進行洪水淹沒面積的量算操作簡單，精度極高，比以前用過的其他軟件方便得多。ARCGIS 具有一個能為三維可視化、三維分析以及表面生成提供高級分析功能的擴展模塊3D分析，可以用它來創(chuàng)建動態(tài)三維模型和交互式地圖，從而更好地實現(xiàn)了地理數(shù)據(jù)的可視化和分析處理。3D分析不僅可以計算面積，還可以計算土方、計算坡度與坡向，還可以可視化分析、提取斷面、表面陰影分析、表面長度的計算等等，其功能之強大，是其它軟件無以倫比的。

[1]ArcGIS 三維分析使用手冊.

[2]張祖勛,張劍清.數(shù)字?jǐn)z影測量.武漢：武漢測繪科技大學(xué)出版社，1996.

[3]王佩軍,徐亞明.攝影測量學(xué).武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.

[4]李志林,朱 慶.數(shù)字高程模型.武漢：武漢大學(xué)出版社，2001，7.