新安江水文模型软件
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关于新安江模型的介绍,可以参见:http://www.watergis.cn/xinan.htm
1. 运行说明:
新安江模型运行在WaterGIS水利地理信息系统之上
软件采用C#语言开发,安装前需要 Microsoft.NET
Framework 4.0的支持
运行文件:d:\WaterGIS\bin\WaterGIS.exe
2. 主界面展示:
打开项目文件D:\WaterGIS\examples\XajModel\新安江模型.map

图一
图一中所示是安徽省黄山市休宁县呈村流域
这里的数据来源参考D:\WaterGIS\xaj\data\呈村流域资料.xls
新安江模型参数自动率定过程,采用粒子群优化算法

图二
1)默认粒子群算法参数只是参考,
正式优化,以下两个参数需要改一下,时间运行需要2小时左右!
粒子群数目 10 --> 100
最大循环次数 10 --> 100
2)新安江模型参数范围,可以自己修改
3)如果要使用自己的流域数据来测试,
请参考data目录下的降雨蒸发文件和子流域文件格式,
它们是TXT文本格式,分隔符是\t制表符
也可以参考这个文件,D:\WaterGIS\xaj\data\呈村流域资料.xls 用excel导出TXT
3. 主菜单如下:

新安江模型用到图中红色部分的几个菜单,功能见名称。
4. 水文分析

水文分析里面流域水系提取工具采用的Taudem 这个开源软件,使用说明参见
https://hydrology.usu.edu/taudem/taudem5/index.html
流域的DEM文件,可以从www.geodata.cn 下载,然后可以用QGis这样的软件裁剪拼接

出水口shp文件,可以用WaterGIS软件来生成一个点的Shp文件。
关于阈值,需要反复设置,运行,然后观察结果,最终得到一个合适的值。
比如我这里,呈村流域的DEM , 阈值用350会生成如下的图

阈值用3500会生成如下的图

可以参考 d:\WaterGIS\examples\TaudemData\
目录的文件
我们之所以用3500是因为我们后面要用泰森多边形法来计算子流域面积权重
上面用350生成的图,将来可以用在SWAT水文模型的子流域划分上面。
5. 栅格矢量化
前面我们水系分析获取的是DEM 栅格文件,因为泰森多边形法里面需要用到矢量文件,
所以这里需要进行栅格矢量化操作,如图。

6. 泰森多边形法计算子流域面积权重,并生成流域泰森多边形矢量文件来显示。
从菜单启动此功能,如下图所示,选择对应的测试文件开始计算:
流域文件:D:\WaterGIS\examples\XajModel\xianw.shp
降雨量点数据:D:\WaterGIS\examples\XajModel\呈村雨量站.shp
然后输出文件是:
Voronoi图: D:\WaterGIS\examples\XajModel\voronoi.shp
泰森多边形文件: D:\WaterGIS\examples\XajModel\Thiessen.shp
D:\WaterGIS\examples\XajModel\Thiessen_Line.shp

泰森多边形处理结果可以参考前面的图一
这里我们可以复制下来Weight面积权重,为后面新安江模型计算使用
下图是另外一个例子

7. 新安江模型
前面的步骤主要是关于新安江模型子流域面积权重的计算,现在可以开始调用菜单,
如前面图二所示,进行新安江模型的参数率定动作。
其中最后的计算结果保存到文件D:\WaterGIS\xaj\data\qs.txt

这里我们除了呈村流域,还测试了河南省息县流域的数据,基本正确。
粒子群优化算法自动率定新安江模型参数 (河南省息县流域的例子)

泰森多边形法划分河南省息县子流域

8 . 时间序列文件,水文过程线的显示
这里做了一个演示,数据文件格式参考
D:\WaterGIS\examples\TimeSeries\xaj.txt


9. 等值线生成功能
这个功能的操作和前一个类似,新安江模型计算中用不到,可以忽略。
从菜单启动
流域文件:D:\WaterGIS\examples\shape\isoline\mian.shp
离散数据:D:\WaterGIS\examples\shape\isoline\mian.csv
提供对应的等值线的值
然后计算并输出结果到
D:\WaterGIS\examples\shape\isoline\isoline_polygon.shp
D:\WaterGIS\examples\shape\isoline\isoline.shp

