Producing an arcHYDRO like output with QGIS

Lavoro per una compagnia che si occupa di pianificazione urbana in Cina. Spesso è difficile progettare interventi di protezione ambientale adatti perché i dati possono essere segreto di stato o addirittura non esistere. Molte volte ci è chiesto di progettare senza dati rilevati. Inoltre solitamente non abbiamo abbastanza tempo per uno studio appropriato. La mia formazione è in Pianificazione Urbana con basi di Scienze Ambientali.

Overview Context Map

The task was plan a conservation park on the Chinese side of the Ili River which supplies 80% of the water to Lake Balkhash. FOSS GIS application + FOSS GIS data stores + FOSS GIS education were all critical to reconstruct and model the Hydrological and Ecological processes necessary for authentic conservation planning. As a non-scientist with no prior training or experience I could not have done it without all three. My company did not and would not pay to purchase GIS software to run the industry standard arcHYDRO.

Stream Order With Distance

Storia

Con alcuni tentativi, sono stato in grado di produrre con QGIS un output simile ad arcHYDRO. Sono partito da un DEM USGS Hydrosheds, poi convertito in una Spline Regolarizzata con Tensione utilizzando ka funzione GRASS all’interno di QGIS e il training di Helena Mitasova. La superficie RST è stata analizzata per trovare i bacini e i percorsi di flusso, e le risultanti topologie vettoriali sono state poi ripulite in QGIS per generare una rete idrologica e costruire delle tabelle di attributi.

Curve Number Grid

Questa rete è stata classificata dall’estensione r.stream in GRASS per creare ordinamenti del reticolo secondo Horton e Hacks. È stata poi generate una superficie di distanza dallo scarico e analizzata da statistiche zonali per trovare il punto più lontano. Successivamente r.drain in GRASS per tracciare il tempo di concentrazione. In ultimo, è stato utilizzato v.net in GRASS per costruire una rete di punti di scorrimento, percorsi di flusso, percorsi di Carbonio Organico Totale (TOC) e HMDP per ogni bacino idrografico. In questo processo, le interrogazioni spaziali in QGIS sono state fondamentali.

Flow Key

After the basic hydrologic network was finished I used UN FAO soils database with table joins to classify soils. Then using query functions in QGIS the FAO soils were converted to USDA soils. A previously downloaded USGS ETM7+ grid was classified with the i.cluser and r.maxlik in GRASS into a NLCD grid. By using reclassification tables I converted the landcover to Manning’s n-value grid for overland flow. Finally I wrote a lookup table in r.mapcalc and merged the soil and landcover grids into and NRCS TR-55 curve numbers following the arcHYDRO methodology.

Flow rates

To create the rainfall grids I performed statistical analysis on GHCN tables to find rainfall depths for design storms of 1,2,5,10,50,100 year returns. Then I downloaded a free sample grid of PRISM for China and assuming a linear relationship, converted average cell values to maximum cell values in order to build maximum rainfall intensity grids.

Conclusioni

Ho iniziato ad usare QGIS dalla disperazione per la mancanza di ArcMap ma ora non tornerei mai indietro. L’investimento in tempo in FOSS vale la pena perché si può poi riutilizzare per ogni lavoro. La combinazione di GRASS, QGIS e PostGIS fornisce la piena funzionalità di sistemi GIS costosi. Le risorse di apprendimento online fornite sono altrettanto importanti del software. Ho potuto imparare ad usare QGIS abbastanza in fretta da produrre un buon progetto in un ambiente industriale del mondo reale basato sulla rapidità.

Autore

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.