arcHYDRO-szerű kimenet előállítása QGIS segítségével

Egy városfejlesztő szervezetnek dolgozom Kínában. Gyakran nagy kihívás megfelelő környezetvédelmi terveket készíteni, mert az adatforrások vagy titkos állami adatnak minősülnek, vagy egyáltalán nem is léteznek. Gyakran kérnek fel tervezésre mindenfajta felmérés nélkül. Ezen felül általában nincs is elég idő a megfelelő tanulmányokra. Városfejlesztésből szereztem diplomát, környezettudomány kiegésztítő képzéssel.

Overview Context Map

Az egyik feladatunk egy természetvédelmi terület tervezése volt az Ili folyó kínai oldalán. A folyó a Balkash-tó vízutánpótlásának 80%-ról gondoskodik. A FOSS (szabad és nyílt forrású) GIS alkalmazások, FOSS GIS adattárak és FOSS GIS oktatás mind elengedhetetlenek voltak azon hidrológiai és ökológiai folyamatok modellezéséhez és megértéséhez, amelyek szükségesek egy hasonló terv kivitelezéséhez. Tudományos háttér és tapasztalat nélkül a folyamatot nem tudtam volna kivitelezni a fenti három szempont nélkül. A munkáltatóm nem is szándékozott megvásárolni az ipari szabványnak számító arcHYDRO csomagot.

Stream Order With Distance

Történet

Próbálkozásaim eredményeképp sikerült ArcHydro szerű outputot elérnem QGIS-szel. Az USGS Hydroshed magasságmodelljeivel kezdtem a műveletet, melyet feszített spline módszerrel (regularized spline with tension) interpoláltam a QGIS-ben található GRASS eszközök segítségével, Helena Mitsova útmutatásai alapján. A spline felszínen végeztem a hidrológiai műveleket, mint vízgyűjtőlehatárolás, folyásirány meghatározása, majd az eredmény vektor topológiákat QGIS-ben tisztítottam a helyes hidrológiai hálózat létrehozásához, már leíró adatokkal egyűtt.

Curve Number Grid

A folyók Horton és Hacks rendűségét a GRASS r.stream eszközével határoztam meg. Ezután egy szabályos rácshálót készítettem a torkolattávolsággal, majd területi statisztika eszközzel elemeztem a legtávolabbi pont megtalálása érdekében. Következett az r.drain GRASS eszköz az összefolyások meghatározásához. Végezetül pedig a v.net eszközt használva elkészülhetett a hálózat a torkolatokból, összefolyásokból, stb. Ebben a munkafolyamatban a QGIS attribute by location eszköze volt rendkívül hasznos.

Flow Key

Miután az alapvető hidrológiai hálózat térképezése elkészült a UN FAO talaj adatbázisának táblát csatoltam a talajok osztályozása érdekében. Utána QGIS lekérdezési funkciókat használtam fel a FAO talajok konvertálásra kerültek USDA talajok osztályaivá. A korábban letöltött USGS ETM7+ grideket osztályoztam i.cluser és r.maxlik GRASS utasítások segítségével NLCD grid formába. Újraosztályoztam a táblákat és konvertáltam a felszínborítási kategóriákat Manning-féle n-value grid formába a szárazföldi lefolyás meghatározására. Végül írtam egy kereső táblát r.mapcalc segítségével és egyesítettem a talaj és a felszínborítás grideket a NRCS (Natural Resources Conservation Service) TR-55 görbe, a lefolyás mennyiségének meghatározására az arcHYDRO eljárását követve.

Flow rates

A csapadékmennyiség gridek előállításához statisztikai elemzéseket végeztem a GHCN táblákon, hogy meghatározzam a csapadékmennyiségének alakulását a viharok tervezésének 1,2,5,10,50,100 éves előrejelzésében. Ezután letöltöttem egy ingyenes mintát a PRISM adatbázisból Kína területére gridben, feltételezve a lineáris kapcsolatot létrehoztam az átlagos mező értékek alapján maximum cella értékeket annak érdekében, hogy előállítsak egy maximum csapadék intenzitás grid térképet.

Következtetés

Végső elkeseredésemben és az ArcMap hiányában kezdtem el használni a QGIS-t, de nem akarok visszatérni. A FOSS-ba fektetett idő és energia megtérül, hiszen akármelyik munkához felhasználható. A GRASS, QGIS és PostGIS funkcionalitása minden GIS rendszer tudásával felér. Az ezekhez elérhető tudásanyag pedig legalalább olyan értékes, mint maguk a szoftverek. Elég gyorsan sikerült megtanulnom a QGIS használatát ahhoz, hogy gyorsan tudjam használni egy valós iparági projekt keretében is.

Szerző

Robert Ward

Robert Ward

Robert Ward is an Urban Designer and GIS Analyst at Parsons Brinkerhoff working at the intersection of high technology and high art. He has taught at Tongji University and Autodesk University. He is interested in GIS-based Hydrologic & Hydraulic modelling, Landscape Ecology modelling, Ecosystem Valuation, Transportation Modelling and GIS-Based Design Visualization.