Розділ 7. Моделювання еколого-геофізичного стану
7.1. Аналіз рельєфу моделі підтоплення
143
Розділ 7. Моделювання еколого-
144 Якщо виникає вікно «Tool Not Licenced» (Інструмент не ліцензований), це означає, що інструмент «Spatial Analyst Tools» (Інструменти просторового аналітика) не використовується програмою. Для того щоб включити використання цього інструменту у вікні «Tool Not Licensed»
(Інструмент не ліцензований) натискаємо ОК, вибираємо меню «Customize» (Налаштувати) і підменю «Extension»
(Розширення). У вікні «Select the extensions you want to use»
(Вибрати розширення, яке хочете використати) ставимо галочки навпроти усіх інструментів (рис. 7.2) і натискаємо
«Close» (Закрити). Повертаємося і проробляємо команду
«Fill» (Заливка) ще раз.
Рис. 7.2. Вибір усіх ліцензованих інструментів
145 Заповнюємо команду, згідно із зразком (рис. 7.3), і натискаємо «ОК».
Рис. 7.3. Інструмент «Fill» (Заливка)
Якщо при виконанні команди «Fill» (Заливка) виникає помилка «ERROR 010067» (рис. 7.4), що пов’язана з недостатньою кількістю оперативної пам’яті або переповненням завантаженими процесами на вашому комп’ютері в результаті обробки великого об’єму інформації, для зменшення об’єму оброблюваної інформації потрібно
«вирізати» потрібні області, які задаємо в файлі з іменем
«calc40» по межах обраних областей (області).
Рис. 7.4. Вікно виникаючої помилки
146 Для цього у вікні Arc Toolbox обираємо «Spatial Analyst Tools» (Інструменти просторового аналітика) – «Map Algebra»
(Алгебра карти), обираємо «Raster Calculator» (Растровий калькулятор) (рис. 7.5), перед тим закривши вікно помилки та вікно «Fill» (Заливка).
Рис. 7.5. Вибір команди растрового калькулятора
147 У вікні «Layers and variables» (Шари та зміни) натискаємо на шарі «calc40» два рази і записуємо у нижньому вікні в такому вигляді «calc40» +0 і натискаємо ОК (рис. 7.6).
Рис. 7.6. Вікно растрового калькулятора
Після цього проводиться обрахунок і натискаємо Close (Закрити). Повертаємося у вікно ArcToolbox до команди
«Spatial Analyst Tools» (Інструменти просторового аналітика) –
«Hydrology» (Гідрологія) – «Fill» (Заливка), однак, тепер у вікні
«Input surface raster» (Вхідні дані поверхні растру) обираємо файл «rastercalc», який був створений в меню «Raster Calculation» (Растровий калькулятор) і далі – «ОК».
Проводиться команда «Fill» (Заливка), виконання якої займе декілька хвилин. По закінченні натискаємо «Close» (Закрити).
Надалі усі команди потрібно змінювати на аналогічні, але замість файлу «Fill_calc» використовуємо «Fill_rasterc…».
Відключаємо шар «calc40». Для цього знімаємо галочку з шару. Отримуємо зображення (рис. 7.7).
148
Рис. 7.7. Зображення Львівської області з обрізаними висотними (гіпсометричними) даними
Додаємо до панелі «ArcToolbox» скрипти моделювання стоку. Для цього на віконечку «Arc Toolbox» клацаємо правою клавішею мишки на кореневому елементі і обираємо пункт «Add Toolbox» (Додати набір інструментів) (рис. 7.8).
Рис. 7.8. Команда «Додати набір інструментів» (Add Toolbox) Вибираємо «Model Flov.tbx» і натискаємо «Open»
(Відкрити) (рис. 7.9).
149
Рис. 7.9. Додавання набору інструментів аналізу
Наступним етапом досліджень є проведення запуску скрипта «1 preparation».
У меню «ArcToolbox» Відкриваємо пункт «ModelFlow»
і запускаємо скрипт «1 preparation» (рис. 7.10). Графічна блок-схема скрипта наведена в Додатку 2.
Рис. 7.10. Запуск скриптів Виникає вікно запуску скрипта (рис. 7.11).
150
Рис. 7.11. Скрипт підготовки даних
Заповнюємо відповідно до зразка (рис. 7.11) і натискаємо клавішу «ОК». Приблизний час виконання скрипта на комп’ютері середньої потужності на регіон Львівської області становить 8 хв.
Після виконання скрипта до карти буде додано:
1. RasterT_StreamO1 (Ранги водостоку);
2. FlowAcc_Flow1 (Растр акумуляції води);
3. FlowDir_fill1 (Напрямки стоку);
4. HillSha_fill1 (Відмивка рельєфу).
На шарі «RasterT_StreamO1» (Ранги водостоку) клацаємо правою клавішею мишки і вибираємо «Properties»
(Властивості). Переходимо на закладку «Symbology»
(Символіка), вибираємо пункт «Categories» (Категорії), вибираємо «Value Field» (Поле значень) : «GRID_CODE» і натискаємо клавішу «Add All Values» (Додати всі величини).
Вибираємо зручну кольорову схему, «Color Ramp» (рис.
7.12).
151
Рис. 7.12. Символи рангів стоку
Натискаємо «ОК», переглядаємо результат (рис. 7.14). З рисунка 7.14 видно, що найбільший стік (7 ранг) представляємо синім кольором (інвертуємо кольорову схему, натиснувши зверху на заголовку списку кольорів).
Робимо зображення більш зрозумілим (інтерпретуємо отриманий результат). Для цього на шарі «Fill_callc40» (або
«Fill_rasterc…») натискаємо праву клавішу мишки, обираємо підпункт «Properties» (Властивості), закладку «Symbology»
(Символіка) і в меню «Stretched» (Розтягнутий) робимо зміни (рис. 7.13). Вибираємо «Color Ramp» (Кольорова схема) зі списку кольорів, який починається з коричневого і закінчується зеленими кольорами, ставимо галочку в пункті
152
«Invert» (Перевернути), щоб долини показати зеленим кольором, далі натискаємо «ОК».
Рис. 7.13. Вибір кольорової схеми рельєфу
Щоб побачити зміни переносимо шар «Fill_callc40» (або
«Fill_rasterc…») вище шару «OBL», бачимо рельєфне відображення області в кольоровій гамі (рис. 7.14).
153
Рис. 7.14. Ранги стоку
Заходимо в ArcCatalog або вибираємо віконце «Catalog»
(Каталог) на панелі інструментів. Створюємо шейп-файл для занесення даних про необхідні точки водозборів. Натискаємо праву клавішу на створену папку «2»: «NEW» –
«Shapefile…» (Новий – Шейп-файл) (рис. 7.15).
Рис. 7.15. Створення шейп-файла
Виникає вікно (рис. 7.16) параметрів створення шейп- файла, заповнюємо назву «Point_snap» як на зразку.
154
Рис. 7.16. Зразок заповнення при створенні шейп-файла Натискаємо клавішу «Edit» (Редагувати) (рис. 7.16).
Відбувається запит просторової системи координат (рис. 7.17).
155
Рис. 7.17. Властивості просторової прив’язки
Натискаємо клавішу «Import…» (Імпорт) і вибираємо файл «fill_calc401» (або «Fill_rasterc…»). Натискаємо «Add»
(Додати), натискаємо «ОК», «ОК».
Додаємо створений шейп-файл до карти. В переліку шарів має з’явитись наступний шар з назвою «Point_snap» (рис. 7.18):
Рис. 7.18. Доданий до карти шар точок прив’язки Запускаємо режим редагування . Виникає панель редактора:
156 Натискаємо «Editor» (Редактор) – «Start Editing»
(Почати редагування). Виникає вікно як на рисунку 7.19.
Рис. 7.19. Запит даних для редагування
Вибираємо той запис, де зазначено наш файл
«Point_snap». Натискаємо “ОК”.
Обираємо розташування міст або перетин рангів стоку, згідно із завданням викладача.
У вікні «Create Features» (Створити новий об’єкт) клацаємо на шарі «Point_snap» (Вибір точки).
Обираємо точки, в яких необхідно обчислити водозбірну площу.
Натискаємо «Editor» (Редактор) – «Stop Editing»
(Завершити редагування) – «Yes».
157 Проводимо запуск наступного скрипта «2 Create Watershed Polygon». Графічна блок-схема скрипта, зображена у Додаток 2.
Відкриваємо «Model Flow» і запускаємо скрипт
«2 Create Watershed Polygon» Заповнюємо його згідно зразка (рис. 7.20).
Рис. 7.20. Вікно «2 Create Watershed Polygon»
Натискаємо «ОК». Тривалість виконання скрипта в середньому становить 2 хвилини.
До карти буде додано:
158
RasterT_SnapPou1 (точки усть (місця перетину водостоків));
RasterT_Watersh1 (водозбірні площі (басейни)).
Для зображення різних басейнів збору води позначимо їх світлішими та темнішими кольорами. Для цього на шарі
«RasterT_Watersh1» натискаємо правою кнопкою миші, обираємо пункт «Properties – Symbology – Categories»
(Властивості – Символіка – Категорії). В пункті «ValueField»
(Значення в полі) обираємо «GridCODE» (Код градки), натискаємо «Аdd All Value» (Додати всі значення) і «ОК»
(рис. 7.21). Отримуємо різні водозбірні басейни з іншими кольоровими відтінками.
Рис. 7.21. Розбиття водозбірних басейнів
Дивимося в яких координатах знаходиться обрана область, тобто наводимо курсор на крайню ліву точку області і в правому нижньому куті бачимо значення «Decimal
159 Degrees» (Десяткові градуси) (рис. 7.22), для прикладу для Львівської області маємо 22,60Сх.Довг., і далі в крайній правій точці області (для Львівської області – 25,40Сх.Довг.) та запам’ятовуємо (записуємо) значення координат.
Рис. 7.22. Розташування дециметричних одиниць Тепер потрібно визначити площу водозбірного басейну.
Для цього обираємо шар «RasterT_Watersh1» клацаємо правою клавішею мишки та вибираємо «Open Attribute Table» (Відкрити таблицю атрибутів) і у вікні «Table»
(Таблиця) вибираємо в лівому верхньому куті «Table Options» (Опції таблиці), натискаємо «Add Field» (Додати поле) (рис. 7.23). В графі «Name» (Ім’я) вводимо «Area»
(Площа), а в графі «Type» (Тип) – «Float» (вибір числа з плаваючою комою) і тиснемо «ОК».
160
Рис. 7.23. Вікно додавання полів таблиці
Для обрахунку площі потрібно перетворити систему координат для розрахунку площі в метричних одиницях, оскільки зараз вона рахує в дециметричних градусах. Для цього на шарі «Layers» клацаємо правою клавішею мишки, обираємо «Properties – Coordinate System – Project Coordinate System – UTM – WGS 1984 – Northem Hemisphere»
(Властивості – Система координат – Проекція системи координат – UTM – WGS 1984 – Північна півкуля) (рис.
7.24) і вибираємо свій центральний меридіан і натискаємо ОК (для Львівської області вибираємо «WGS 1984 UTM Zone 34N», що відповідає центральному меридіану 210Сх.Довг.).
161
Рис. 7.24. Вибір центрального меридіану
Обираємо шар «RasterT_Watersh1», натискаємо правою клавішею мишки «Open Attribute Table» (Відкрити таблицю атрибутів), вибираємо колонку, де написано «Area» (Площа), натискаємо правою клавішею мишки і обираємо «Calculate Geometrу» (Розрахувати геометрію) (рис. 7.25), у виникаючому вікні натискаємо «Yes», в графі «Property»
162 (Властивості) обираємо «Area» (Площа) і тиснемо «ОК». В колонці «Area» (Площа) з’явився розрахунок площ водозбору.
Рис. 7.25. Вікно розрахунку геометрії
У вікні «Table» (Таблиця) натискаємо на «Area»
(Площа) правою клавішею мишки, обираємо «Properties – Numeric» (Властивості– Цифрове кодування) у вікні
«Category» (Категорія) вибираємо «Numeric» (Цифрове кодування). У вікні «Rounding» (Округлення) пишемо 1 і ставимо галочки у вікнах «Show thousands separators»
(Показати відокремлення тисячних) і «Pad with zeros»
(Продовження нулями) і тиснемо «ОК» – «ОК» (рис. 7.26).
163
Рис. 7.26. Вікно цифрового кодування
Наступним кроком є підпис виділених водозбірних басейнів. Для цього на панелі інструментів переходимо у вікно «View – Layout View» (Вигляд – Вигляд макету).
Вибираємо шар «RasterT_Watersh1» клацаємо правою клавішею мишки «Properties – Label» (Властивості – Мітка) в рядку «Label Field» (Поле мітки) вибираємо «Area» (Площа).
В полі «Text Symbol» (Текстовий символ) збільшуємо розміри шрифту до 14. Натискаємо справа кнопку
«Expression» (Вираз) і внизу до тексту дописуємо [Area]
+ «кв. м» і тиснемо «ОК» (рис. 7.27).
164
Рис. 7.27. Вікно властивості мітки
Далі переходимо до підменю «Display» (Відобразити) i задаємо «Transparent» (Прозорість) 30% і натискаємо «ОК».
Далі натискаємо правою клавішею мишки на
«RasterT_Watersh1» і обираємо «Label Features» (Властивості мітки) (рис. 7.28).
165
Рис. 7.28. Задання властивостей мітки Переглядаємо результат.
Додатково викликаємо команду «File» – «Map Document Properties» (Файл – Властивості карти документа). В графі
«Title» (Заголовок) вводимо назву роботи (водозбірного басейну) і натискаємо «OK». В головному меню обираємо
«Insert» – «Title» (Вставити – Заголовок) та корегуємо розміщення надпису пересуванням тексту та зміненням (збільшенням) розміру шрифту. Зберегти карту.
Готова звітна робота має вигляд як на рисунку 7.29.
166
Рис. 7.29. Результат виконана моделювання
З рисунка видно конфігурацію і площу водозбірних басейнів. Так, наприклад, площа водозбірного басейну річки Західний Буг біля міста Червонограда, Львівської області становить 3061510.7 га, що є основою для подальшого еколого-геофізичного вивчення.
167 7.2. Створення проекту карт ризиків затоплення