ArcGIS使用Python調(diào)用arcpy實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算地形濕度指數(shù)(TWI)的方法

1、ArcGIS使用Python調(diào)用arcpy實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算地形濕度 指數(shù)(Topographic Wetness Index, TWI)的方法趙巖.簡(jiǎn)介T(mén)WI是當(dāng)?shù)氐匦螌?duì)徑流流向和蓄積影響的物理指標(biāo)或指標(biāo)。該指數(shù)是斜率和 上游貢獻(xiàn)面積的函數(shù)。TWI的計(jì)算同時(shí)使用地理信息系統(tǒng)(GIS)和Python (Python) 進(jìn)行，Python是一種用于增強(qiáng)計(jì)算能力的編程軟件。這些指數(shù)有助于識(shí)別降雨徑 流模式、潛在土壤含水量增加區(qū)域和積水區(qū)域。地形濕潤(rùn)度指數(shù)(TWI),量化了地形對(duì)基本水文過(guò)程的控制(Schillaci等，2015)。 TWI是通過(guò)細(xì)尺度地形與上梯度對(duì)地外表積的貢獻(xiàn)相互作用，根據(jù)以下關(guān)系得到

2、的 (Beven et a.9 1979):TWI = In CA/Slope其中，CA是通過(guò)網(wǎng)格單元排水的局部上坡集水區(qū)，slope是每個(gè)網(wǎng)格單元最 陡的向外坡度，以落差/距離衡量，即坡度角度的tan值(Tarboton,1997)。ArcGIS通過(guò)使用工具箱可以實(shí)現(xiàn)地形濕度指數(shù)的計(jì)算，但傳統(tǒng)方法操作麻煩， 而通過(guò)Python調(diào)用arcpy可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)自取，這樣我們就可以一邊喝著咖啡，一邊 等待電腦幫我們完成任務(wù)了。ArcPy是一個(gè)Python站點(diǎn)包，可提供以實(shí)用高效的方式通過(guò)Python執(zhí)行 地理數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)管理和地圖自動(dòng)化。.傳統(tǒng)方法步驟以30m*30m分辨率的圖層為例。(原

3、文 qrzllO)o基于外表工具箱Surface計(jì)算Slope。、Slope單位轉(zhuǎn)換：Scale_slope=Slope*pi/180oInput surface rasterFTTif|iSOutput 二nraoe rozitrC： VsersPCJ)7vnent5AroGISDeEault. gdbril2 den| 巳,2 Unit (option。)I一水流方向(FlowDir_Fill)-Flow Direationo、Row DirectionL&put zurfac。rotorpill_der)Output flov direction rasterC：iVz4rslFCDoc

4、Tin4XitslArcxI5Dcxilt gdbylovDLr Jill_ Fores 4II cJpa calle to flov outvard (flpti trnl)Output drop raster (optional)Output drop raster (optional)匯流累積量(FlowAcjFlow)-Flow Accumulation o,Row Accumulation匯流累積量(FlowAcjFlow)-Flow Accumulation o,Row AccumulationLripiat Elov iireotaon raster plbDirJillOutp

5、ut cunjltion rasterC Mfser sMCiBDCiirnts VAr cGISMIefamlt gdbsiFlovXccJFL:wInput veight taster (ctional)ZJOutput dfttrfl typo (optional)單位面積的匯流量(SCA)-Raster Calculator。Rasler CakulatorMajexjressjonLayers and va63ble5 WJM Fil den dBrrbLS.tof ,Output rasterThe output ia$【w from the Map Aig expressionC

6、unO=Acc_R/一 QJCT30,、g7jRKl切3O/CmCHovmj*r - 0 I fHowDr.Hr S) |CFtonOf/ir = 32) I (TtowtfrFT =6，丸加30)Output rasterR： U.r rcBocmxsport arcpy. ouathE 回至 NFWL rwiCUtTV.Zirr jLpfjddi* ，bpe OJt： EM (XPO GLPilop GtP.TRl OP.TM E opBcai f name , na in :arcpy .CheckOutEx tens ion * Spatial)t Defino workspace a

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9、Pi radians - 360 decreesPi radians - 180 dogmasconversion： Pi radians * IMUbVBTMQABi3,44718a a ttw.erw中 6kUftet B- fl n cw. GMycjir4 D UlWcrrHC D O0E，* 。g* a 。伊42 . O aiwurr4 9 .1s Dy X.Wje,，1 O MctweiiUor RNMS3R .D WX：B!2BE ”aUNWJ in nAiwMKfl BrMrC“M2a J . OCSEJlemfiUrTrA*w a*tww *v a：ucv t9l33Bz O

10、 4inajKa 3 XS3*KB4q 8E，Q UOtalrr.? 房 NKlPS 0 0cy“02 n Fjf ， 工4 MilCeCCOil VlMdwC M(p口AB。 - Ck g ：，4aoiS9D fjQ：；：*1/ 二：. 70“ttv v, *References:Beven, KJ., M.J. Kirkby, and J. Seibert. 1979. A physically based, variable contributing area model of basin hydrology. Hydrological Science Bulletin 24: 43-69.Sch川aci, C., A. Braun, and J. Kropacek. 2015. Terrain analysis and landform recognition;Chapter 2.4.2, in Geomorphological Techniques; British Society for Geomorphology. 18pp.Tarbo