基于GIS的SWAT模型空间数据库的建立-论文.pdf

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1、第37卷第7期人民黄河Vo1．37．No．72015年7月YELLOWRIVERJu1．，2015【水文泥沙】基于GIS的SWAT模型空间数据库的建立冯珍珍，马孝义，樊琨，李忠娟，余淼(西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室，陕西杨凌712100)摘要：构建sWAT模型基础空间数据库是流域水文循环模拟的基础与关键，SWAT模型的空间数据库主要包括DEM、土壤类型图及土地利用图。以达溪河流域为研究对象，在ArcGIS10．1环境下运用Hydrology工具集提取了流域的水流流向、汇流栅格、河网水系、流域边界等信息，建立了达溪河流域DEM，与实际流域总面积相比

2、，相对误差满足要求；利用GIS技术对原始资料进行预处理，快捷地建立了符合模型要求的流域土壤类型图及土地利用图。同时指出，选择合理阈值提取符合实际的河网水系、准确提取洼地、平坦区域水流流向的处理、如何利用RS和GIS技术建立研究区的基础空间数据库并高效获取模型运行参数，以及人类活动影响下的径流模拟，将是今后研究的重点。关键词：GIS；DEM；水文信息；空间数据库；SWAT模型中图分类号：S155．1；P285文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000．1379．2015．07．007SWAT(SoilandWaterAssessmentToo1)模型

3、可用1．2研究方法来模拟预测具有多种土壤类型、土地利用与管理条件SWAT模型所需的空间数据库主要包括研究区域的流域中土地管理措施对水、沙、化学物质等的长期影的DEM、土壤类型图和土地利用类型图等。这些数据响。伴随着计算机、遥感、卫星定位等技术的飞速发具有空间性、抽象性、多尺度性以及多态性，不仅能够展，地理信息系统(GIS)强大的空间地理信息分析和表示出流域的空间位置及形态信息，而且还能表示属管理能力，为数据格式的转化、水文模型的建立提供了性与空间信息的关系，起到空间再现和空间分析的强有力的技术支撑。建立SWAT模型时，无论是径作用。流、含沙量模拟还是蒸散发、非点源污

4、染模拟以及土地GIS是处理空间信息的有力工具，具有收集的数利用／覆被类型变化和气候变化对流域的影响，都需要据较为客观、可自动化制图、便于数据统一管理维护与大量连续的以及非连续的空间数据和属性数据。而模修改等特点，能够快速建立SWAT模型空间数据库。型计算时首先必须从空间数据库中提取研究流域的水集成于ArcGIS中的SWAT模型可使数据输入、模型调文、地形、土壤、植被覆盖等各种信息，方可进行后续的试和结果输出都在可视化界面下完成⋯。SWAT模型模拟运行。空间数据库的建立流程见图1。达溪河流经甘肃省灵台县，该县工农业生产和生活用水主要取自达溪河及其支流的地表水。水资源短

5、缺、严重的水土流失以及生态环境恶化是达溪河流域长期面临的问题。因此，构建达溪河流域SWAT模型基础空间数据库(DEM、土壤类型、土地利用图等)，成为该流域水文循环模拟的前提与关键，同时对流域水资源管理、规划及生态环境保护也具有重要意义。1研究区概况及研究方法图1SWAT模型空间数据库的建立流程1．1研究区概况达溪河源于陕西省陇县河北乡，流径甘肃省灵台收稿日期：2014—08-31基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目县，在陕西省长武县亭口镇汇入泾河，是泾河的二级支(2012BADO8B01)；国家自然科学基金资助项目(51279167)；水流。达溪河流域深居西北内

6、陆，位于泾河流域中上游利部公益性行业科研专项(201301016)；国家“863”计划项目(2011AA100509)。黄土高原区，水土流失严重。达溪河流域面积为2537作者简介：冯珍珍(1988一)，女，河北保定人，硕士研究生，研究方向为农业水土工程管理与信息化。km，干流全长127km，径流补给以雨水为主，降雨多通信作者：马孝义(1965一)，男，陕西凤翔人，教授，博士生导集中在7一-9月，多年平均降水量为555．9mm，多年平师，研究方向为农业工程。E—mail：fengzhenzhen820@163．tom均径流量为1．600亿m。·27·人民黄河2015年

7、第7期河网。最小集水面积的阈值越小，流域描述越详细，河2SWAT模型空间数据的采集和建立网越密集。结合达溪河流域实际，将阈值设为10002．1数据信息In来生成河网。利用S~eamLink工具为河网中交汇模型要求所有空间数据应具有统一的地理坐标和点间的每个河段指定唯一值，它的每条弧段连接着出投影，以便为空间数据叠加分析、掩膜提取及水文单元水口节点和河网起始点。河网作为划分子流域分布和划分提供基础。通用横轴墨卡托格网(UTM)系统适数量的依据。用于全世界范围，其将地球表面分为60个带。达溪河流域位于北纬34。485。05，东经106。54一107。49，位于UTM