谷歌軟件在“7·21”洪水入淀水勢(shì)分析中的應(yīng)用

侯 越，馬玉霞

（1.河北省大清河河務(wù)管理處，河北 保定 071051；2.保定市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，河北 保定 071000）

1 軟件介紹

谷歌地球（Google Earth，GE）是一款Google公司開發(fā)的虛擬地球儀軟件，它把衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在一個(gè)地球的三維模型上。軟件分為免費(fèi)版和專業(yè)版兩種，用戶可通過下載到自己電腦上的客戶端軟件，免費(fèi)瀏覽全球各地高清晰度衛(wèi)星圖片。其地貌影像的有效分辨率至少為100m（通常為30m），但其針對(duì)著名的風(fēng)景區(qū)、建筑物群等給予了重點(diǎn)“照顧”，提供分辨率為1m和0.5m的高精度影像，視角高度為50m和350m，而白洋淀恰好處于此“照顧”區(qū)內(nèi)，且于2011.10與2012.10做了兩次高清更新，為“7·21”洪水入淀后分析其水勢(shì)提供了有力的圖像數(shù)據(jù)支持。

2 應(yīng)用介紹

對(duì)于使用免費(fèi)版的客戶，其與專業(yè)版的差別主要在于測(cè)量不規(guī)則區(qū)域的周長(zhǎng)、面積，兼容GPS、GIS等地理數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，google SketchUp的建模設(shè)計(jì)，以及高質(zhì)量的打印、抓圖。下面簡(jiǎn)單介紹如何注冊(cè)：

第一步：下載谷歌地球7.0官方正式版并安裝。第二步：打開谷歌地球后點(diǎn)擊工具欄中的Ruler按鈕，繼續(xù)點(diǎn)擊Pro按鈕并點(diǎn)擊“立即升級(jí)”，這時(shí)將彈出網(wǎng)頁(yè)點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)右側(cè)的Buy Google Earth pro后，點(diǎn)擊Try for free，當(dāng)填好相應(yīng)的信息后，就會(huì)擁有免費(fèi)7d試用的主頁(yè)版KEY，當(dāng)然也可以付費(fèi)成為專業(yè)版擁有者。

3 數(shù)據(jù)采集錄入

“7·21”洪水到來之前，已從北支入淀口留通橋束窄段開始至圈頭、端村、府河入淀口、光淀張莊、王家寨、大張莊、新碼頭、東關(guān)碼頭、邵莊子、郭里口等15處設(shè)立了水尺，采集了GPS坐標(biāo)，如表1。

把GPS點(diǎn)數(shù)據(jù)使用添加地標(biāo)功能鍵到軟件中，為以后分析做好準(zhǔn)備，洪水入淀后開始記錄水位數(shù)據(jù)，并把當(dāng)時(shí)3次沿水流逆向而上的沿途記錄的關(guān)鍵點(diǎn)1～7號(hào)GPS點(diǎn)數(shù)據(jù)錄入以分析備用，如表2。

表1 GPS點(diǎn)數(shù)據(jù)匯總

表2 GPS點(diǎn)數(shù)據(jù)匯總

4 繪制洪水水勢(shì)走向圖

通過以上采集錄入的數(shù)據(jù)，繪制洪水水勢(shì)走向圖，點(diǎn)擊“添加路徑”功能鍵，輸入名稱；點(diǎn)擊“樣式／顏色”選擇顏色為紅色，寬度按照洪水的流量1∶10的比例輸入，比如當(dāng)時(shí)入淀時(shí)留通橋的流量為200m3/s，則在此輸入20，以此類推，就能把洪水的根系發(fā)散型狀表現(xiàn)出來，所以水流變化的關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)錄入不能馬虎。通過數(shù)據(jù)對(duì)比和現(xiàn)場(chǎng)照片分析，繪制出了水勢(shì)走向的示意圖。

5 分析應(yīng)用

5.1 流向、流量、時(shí)間分析

“7·21”洪水由白溝引河入淀后，到達(dá)留通大橋。由于留通大橋地處天然河道束窄段，下游河床中間的沙丘及大量樹木和圍埝造成洪水不能迅速下泄，以致留通橋的水位發(fā)生返漲0.1～0.2m。分析原因主要是1、2號(hào)點(diǎn)的圍埝造成，經(jīng)過水流沖刷和人工開口才得以下降，但束窄段上下游水位變化不大，基本下游比上游水位高0.03m。當(dāng)水流到達(dá)3號(hào)點(diǎn)后流向水位尺6、水位尺4后，由于旅游景點(diǎn)和圍埝的原因，分流水位尺7方向的水量開始減少，并且2012年7月24日至8月4日，此方向的水位變化并不明顯，其大部分流量流向水位尺11～13號(hào)開闊淀南區(qū)域，并伴隨著向南向東開始慢慢減少。

其中有兩個(gè)特別的區(qū)域需要以后關(guān)注，水位尺1點(diǎn)至水位尺2點(diǎn)是府河小流量來水與北支入淀水量的匯聚區(qū)域并形成了相持；水位尺3號(hào)點(diǎn)為新碼頭區(qū)域水位上漲最快，北支來水的水位上漲反應(yīng)時(shí)間為12h，水位尺2、4、5、7、8、9為24h，水位尺10～13均為48h。

5.2 庫(kù)容與水面變化分析

水庫(kù)水位～水面面積關(guān)系和水庫(kù)水位～庫(kù)容關(guān)系是水庫(kù)的兩項(xiàng)基本技術(shù)資料，一般由實(shí)測(cè)庫(kù)區(qū)地形圖量算得出。為了便于查用，通常制成關(guān)系表或關(guān)系曲線的形式。分析水庫(kù)水位～庫(kù)容曲線，可以發(fā)現(xiàn)，從水庫(kù)水位～庫(kù)容曲線上，能推求出水面面積，并同時(shí)得出該級(jí)水位的平均水深。由于實(shí)測(cè)庫(kù)區(qū)地形圖都很復(fù)雜，專業(yè)版的谷歌地球可以把這一項(xiàng)工作變得簡(jiǎn)單化，同樣是一個(gè)水面區(qū)域，2011年10月白洋淀在引黃補(bǔ)淀之前水位在7.0m以下，2012年10月5日白洋淀水位在8.2m，2012年10月的水面比2011年10月全比例偏移至9m，新碼頭的棧橋都已被水淹沒，以此可得到水位與水面的關(guān)系曲線，但由于白洋淀的地形復(fù)雜計(jì)算，其庫(kù)容此應(yīng)用不如單一的水庫(kù)簡(jiǎn)單。

6 結(jié)語(yǔ)

谷歌地球軟件對(duì)“7·21”洪水入淀后的變化有直觀和準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。通過固定單位的測(cè)量與谷歌地球軟件相結(jié)合，有白洋淀這個(gè)復(fù)雜環(huán)境的某特定區(qū)域較高水位高程與相應(yīng)淹沒水面的歷史數(shù)據(jù)，為以后防汛指揮提供數(shù)據(jù)支持，若能積累更多的數(shù)據(jù)，對(duì)于白洋淀重點(diǎn)區(qū)域的二位模擬將有更好的驗(yàn)證。

谷歌地球軟件在白洋淀水資源管理方面應(yīng)有更多的應(yīng)用，可以解決現(xiàn)場(chǎng)察看的局限性和主觀性，通過與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)合，將為水利管理提供更好的技術(shù)支撐。

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［3］劉群義，鐘嘉奇，劉北.Google earth在水利工程管理中的應(yīng)用［J］.黑龍江水利科技，2006（2）.

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［5］謝春平.基于Google earth的面積快速測(cè)量法［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50（7）.