提取城市土地透水不透水信息到城市雨水柵格存儲(chǔ)方法

1、透水不透水信息獲取在劃分城市雨水網(wǎng)格并形成面矢量圖層后，圖層中僅僅是的要素僅僅包含基于空間位置的信息，并沒有各個(gè)柵格對(duì)應(yīng)的范圍的屬性信息（如土地類型，透水不透水面積，人口等等），為了對(duì)各個(gè)柵格進(jìn)行雨水積水?dāng)?shù)值模擬以及災(zāi)害損失評(píng)估計(jì)算，需要對(duì)上述各類屬性信息進(jìn)行采集并以城市雨水網(wǎng)格為單位進(jìn)行存儲(chǔ)，下面以提取城市土地透水不透水信息為例介紹城市雨水網(wǎng)格信息采集方法。利用ERDAS軟件結(jié)合城市TM數(shù)據(jù)可以對(duì)城市土地利用類型進(jìn)行分類，根據(jù)分類的結(jié)果將土里利用類型分為透水和不透水兩種類型，并輸出為矢量圖層，將分類圖層與城市雨水網(wǎng)格圖層進(jìn)行疊加分析，可以得到每個(gè)城市雨水網(wǎng)格中透水區(qū)域和不透水區(qū)域的子網(wǎng)格塊，

2、分別統(tǒng)計(jì)各個(gè)子網(wǎng)格塊的面積并作為字段存儲(chǔ)于城市雨水網(wǎng)格圖層的屬性表中即可完成透水不透水信息的采集。下面詳細(xì)介紹具體的采集步驟：一、 獲取城市雨水網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的TM遙感影像數(shù)據(jù)通過中科院網(wǎng)站獲取武漢區(qū)域范圍內(nèi)的TM遙感影像數(shù)據(jù)，年份為2005年，利用ERDAS軟件的Main-Interpreter-Utilities-Layer Stack模塊，取1(R),4(G),5(B)三波段進(jìn)行合成,并輸出為IMG格式的文件（145.img），如下圖所示：由于TM數(shù)據(jù)包含的局域很大，下面使用在城市雨水網(wǎng)格劃分中曾使用過的POLYGON圖層對(duì)TM數(shù)據(jù)進(jìn)行掩膜處理，通過ARCGIS工具箱中的Spatial An

3、alyst Tool-Extraction-Extract by Mask模塊截取城市雨水網(wǎng)格試驗(yàn)區(qū)范圍內(nèi)的TM數(shù)據(jù)，并輸出為img格式的文件（hust_1451.img）二、圖像預(yù)處理使用ARCGIS中的Georeferencing工具結(jié)合在城市雨水網(wǎng)格劃分中使用的路網(wǎng)數(shù)據(jù)對(duì)hust_1451.img進(jìn)行空間幾何校正，得到校正后的結(jié)果：三、進(jìn)行監(jiān)督分類首先確定分類模板，利用Classifier-Signature Editor來打開分類模板界面，并利用AOI獲取工具來分別選取遙感影像中的特征區(qū)域，并設(shè)定其對(duì)應(yīng)的透水不透水類型，首先設(shè)定AOI工具的參數(shù)，在視窗界面中AOI-Seed Prope

4、rites界面，作出如下設(shè)置：接下來在地圖中選取特征區(qū)域并在分類模板中選擇按鈕進(jìn)行添加，并在分類模板中設(shè)定其透水不透水類型，在TM區(qū)域內(nèi)，綠色和淺綠對(duì)應(yīng)植被和土壤區(qū)域，為透水區(qū)，而紫紅，白色，淺灰黃區(qū)域內(nèi)的土地對(duì)應(yīng)水泥鋪砌，建筑道路等不透水區(qū)域，根據(jù)此進(jìn)行分類模板的設(shè)置，如圖：可以將分類模板導(dǎo)出為文件進(jìn)行存儲(chǔ)（145.sig）。確定了分類模板后可以對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，選擇分類模板界面的Evaluate-Contingency功能進(jìn)入可行性矩陣設(shè)置界面，進(jìn)行如下設(shè)置：點(diǎn)擊ok按鈕可以得到可行性矩陣，對(duì)矩陣進(jìn)行觀察，判斷分類的準(zhǔn)確性，如果準(zhǔn)確性小于85%則說明分類模型不夠精確，需要修改：確定其可行性后，

5、便可以開始進(jìn)行監(jiān)督分類，在Classifier-Supervised Classification打開分類界面設(shè)定如下：點(diǎn)擊確定后進(jìn)行分類，輸出分類結(jié)果為classed_145.img，如下圖四、數(shù)據(jù)采集預(yù)處理現(xiàn)在可以在ARCGIS里將分類完成后的柵格數(shù)據(jù)打開，首先觀察柵格圖像的屬性數(shù)據(jù)，如圖：很明顯圖像周圍存在黑邊，使用ARCGIS工具箱中的Data Management Tools-Raster-Raster Dataset-Copu Raster工具進(jìn)行黑邊去除處理，參數(shù)設(shè)置如下：去除黑邊后，使用工具箱內(nèi)的Conversion Tools-From Raster-Raster to Po

6、lygon方法將柵格圖像轉(zhuǎn)化為矢量面圖層，注意Field參數(shù)應(yīng)選擇class_name，這樣才能以透水不透水進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如下圖輸出的數(shù)據(jù)如下圖所示：顯然這樣的分類過于復(fù)雜，不易于進(jìn)行疊加操作，因此我們需要對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行處理，去除圖上的分類斑點(diǎn)，這里需要使用ERDAS的CLUMP和EILIMATE工具對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行加工處理，首先使用Main-Image Interpreter-GIS Analysis-Clump打開Clump界面，進(jìn)行如下設(shè)置來去除柵格圖上的斑點(diǎn)輸出圖如下：接下來使用Main-Image Interpreter-GIS Analysis-Eliminate打開Eliminate界

7、面進(jìn)行聚類，將相同類型的柵格塊集合在一起，進(jìn)行如下設(shè)置：處理完成后得到的結(jié)果在ARCGIS打開如下：由于進(jìn)行聚合處理后的各個(gè)柵格屬性信息沒有的透水不透水字段，現(xiàn)在進(jìn)行手工填入，對(duì)照原始分類圖添加透水不透水信息，完成后的屬性信息表如下圖：下面使用之前的方法將柵格圖像轉(zhuǎn)換為矢量面涂層，注意在轉(zhuǎn)換時(shí)柵格圖層屬性字段不能有中文，否則則會(huì)導(dǎo)出出錯(cuò)，其中FIELD字段設(shè)為class，得到的結(jié)果如下：其屬性表如下：現(xiàn)在我們首先提取不透水的部分單獨(dú)與城市雨水網(wǎng)格圖層疊加，使用Select by Attribute功能選擇圖層中不透水要素，并使用Export方法將選擇的要素導(dǎo)出為單獨(dú)的圖層，如下圖：五、將不透水

8、區(qū)圖層和城市網(wǎng)格圖層疊加采集不透水區(qū)在各個(gè)網(wǎng)格分布下面將這個(gè)圖層和城市雨水網(wǎng)格25_3_100的劃分結(jié)果圖層進(jìn)行疊加（工具箱-Analysis Tools-Overlay-Intersect方法），其參數(shù)設(shè)置如下疊加后的結(jié)果圖層如下：使用屬性編輯器為圖層的屬性表添加要素面積字段，并使用字段右鍵菜單中的Calculate Geometry方法統(tǒng)計(jì)各個(gè)要素的面積：統(tǒng)計(jì)后其屬性信息如下：可以看出，同一個(gè)FID的城市雨水網(wǎng)格可能包含兩塊分離的不透水區(qū)，因此在屬性表中呈現(xiàn)兩條記錄，為了方便進(jìn)行jion操作，現(xiàn)在希望將城市雨水網(wǎng)格FID相同的多條記錄合并，并將其面積相加，使用工具箱內(nèi)的Data Manag

9、ement Tools-Generalization-Dissolve方法可以將FID相同的要素進(jìn)行融合，其參數(shù)設(shè)定如下：得到融合后的圖層屬性信息如下，各個(gè)雨水網(wǎng)格不透水區(qū)的面積用sum_ng_are表示：六、連接疊加后的圖層和城市網(wǎng)格圖層，采集其不透水面積在城市雨水網(wǎng)格圖層上點(diǎn)擊右鍵-jion，進(jìn)行連接參數(shù)設(shè)定：連接后的屬性表如下：其中屬性為NULL的記錄表示該網(wǎng)格不透水區(qū)所占的面積為0，將此圖層導(dǎo)出為一個(gè)新圖層result.shp，并使用前文方法計(jì)算每個(gè)雨水網(wǎng)格的面積，將其放入一個(gè)新的字段中，同時(shí)用各個(gè)網(wǎng)格的總面積減去不透水區(qū)所占的面積即是透水區(qū)所占的面積，將其放入一個(gè)新的字段中，最后生成

10、的屬性表如下：平均坡度獲取以原始DEM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)結(jié)合劃分好的城市雨水網(wǎng)格可以計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格的平均坡度信息，計(jì)算步驟如下：一、 轉(zhuǎn)換坐標(biāo)，進(jìn)行投影變換計(jì)算DEM柵格坡度由于原始的DEM數(shù)據(jù)的坐標(biāo)參考為大地坐標(biāo)系，為了計(jì)算坡度首先要將其轉(zhuǎn)換為投影坐標(biāo)系，利用Arcgis工具箱中的Data Management Tool-Projections and Transformations-Raster-Project Raster功能進(jìn)行坐標(biāo)投影變換，生成新的投影坐標(biāo)DEM數(shù)據(jù)二、計(jì)算DEM數(shù)據(jù)的坡度使用ArcGIS工具箱中的Spatial Analyst Tools-Surface-Slope功能可以計(jì)算DEM數(shù)據(jù)的坡度值，輸出新的柵格坡度數(shù)據(jù)三、將生成的柵格坡度數(shù)據(jù)用同樣的方法轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)系四、結(jié)合城市