（江西省基础测绘院 江西南昌 330001）

1 引言

我国是一个洪水多发性国家，每年因洪水淹没造成的损失难以估计。特别是我们江西鄱阳湖地区更是洪水多发区。如果在洪水到来之前，我们能凭洪水的水位来计算洪水淹没的面积的话，我们就可以有效组织、指挥抗洪抢险，尽量减少灾害损失的关键，具有十分重要的意义。

2 不规则三角网（TIN）

在数字地形建摸中，不规则三角网（TIN-Triangulated Irregular Network）通过从不规则分布的数据点生成的连续三角面逼近地形表面。即按地形特征采集的点根据一定规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的许多三角形，构成一个不规则三角网，通常称为不规则三角网（TIN）。TIN模型的优点是它能以不同层次的分辨率来描述地形表面；能较好地顾及地貌特征点、线，逼真地表示复杂地形起伏特征，并能克服地形起伏变化不，大地区产生冗余数据的问题，因此量算出来的面积精度高。DEM的别的建模形式也能用于面积量算，但精度较低。由于我们要求量算的面积精度高，故鄱阳湖地区选用不规则三角网DEM 进行洪水淹没面积的量算。

3 洪水淹没面积的量算方法

先把制作DEM的矢量数据的点、线、多边形和范围线构成的面转换成SHP格式的点、线、面数据，再把SHP格式的点、线、面数据添加到ARCGIS 界面下，用ARCGIS的3D分析工具进行构TIN。TIN 构好之后，进行面积的量算。

（1）由矢量数据创建TIN 方法：在ARCGIS中，可以使用一种或多种输入数据一步创建TIN模型，也可以分步创建，并可以通过向已有TIN模型中添加要素实现对已有模型的改进。TIN表面模型可以从格网点、隔断线与多边形中生成。格网点用来提供高程，作为生成三角网络中的结点。

点集：它是TIN的基本输入要素，决定了TIN表面的基本形状。TIN表面可以有效地对异质表面建模型。在变化大的地方，使用较多的点，对于较平坦的表面，使用较少的点。

隔断线：它可以是具有高度的线，也可以是没有高度的线。在TIN中构成一条或多条三角形的边序列。隔断线有“软”隔断线和“硬”隔断线两种。“硬”隔断线用来表示表面上的不连续性，如溪流与河道可作为“硬”隔断线加在TIN中以表示表面在其所在处的突然变化，从而可以改进TIN表面的显示与分析。“软”隔断线即添加在TIN表面上用以表示线性要素但并不改变表面坡度的边。比如，要标出当前分析区域的边界，可以在TIN表面上用“软”隔断线表示出来，不会影响表面的形状。多边形表面要素有四种类型：裁切多边形；删除多边形；替换多边形；填充多边形。在创建TIN的过程中，多边形要素被集成到三角形中，作为三条或更多的三角形边所组成的闭合序列。在TIN表面中使用隔断线与多边形，可以更好地控制TIN表面的形状。

多边形：它是用来表示具有一定面积的表面要素，如湖泊、水体，或用来表示2 区域的边界。边界可以是群岛中单个岛屿的海岸线或某特定研究区的边界。

创建TIN的步骤：①选择创建TIN所用的要素图层；②选择要使用的其它要素；③对每个要素，进行以下操作：先进入3D分析---创建/修改TIN---从要素到创建TIN 进入构TIN 界面，再分别勾上点、线、面，点、线、面分别对应的选择（即选择几何字段；选择高程字段；选择要素合成方式，包括点集、隔断线或多边形；选择标志值字段）如下图；④设置好存放路径及名称，点击确定系统将会自动进行创建TIN。

（2）量算方法：TIN 构好之后，进入3D分析--表面分析--面积和体积界面下进行面积的量算：首先计算范围内的总面积：进入面积和体积界面下看此图的最高或最低高程，如下图最大高程为27.66，则在平面高程度中输入30，再点击计算平面下方的统计值，点击计算统计值即可得到范围内的总面积（如在平面高度内输入低于最小值的高程如10的话，则点击计算平面上方的统计值，点击计算统计值也可得到范围内的总面积）。只有在计算的总面积和理论面积（理论面积是直接用范围线再和别的软件计算出来的面积，我们这次的理论面积是用GEOWAY 软件计算的）相差很小很小（即【计算面积-理论面积】/理论面积的值小于0.004）的情况下，方可计算某一高程值的洪水淹没面积，如果计算的总面积和理论面积相差较大，则应查找原因，一般的是构TIN的范围和范围线不符，这时应该周围加一些特征线使得构TIN的范围和范围线一样即可。

某一高程值的洪水淹没面积的量算：如计算高程值为19米内的洪水淹没面积，则平面高程度中输入19米的高程，点击计算平面下方的统计值，点击计算统计值即可如下图：高程值为19米洪水淹没的2D 面积为6994064.94 平方米，表面面积为7044942.53 平方米，体积为18553156.64 立方米。我们这次计算鄱阳湖某一高程值的洪水淹没面积采用的是2D 面积的值。再计算高程值为19米外的洪水淹没面积，量算方法跟上术方法是一样的，只是高程值为19米外的洪水淹没面积应点击计算平面上方的统计值。量算为19米外的洪水淹没面积是为了检查量算的精度。

4 量算精度的控制

（1）总面积量算精度的控制：只有【计算面积-理论面积】/理论面积的值小于0.004 才算合格。

（2）某一高程值洪水淹没面积量算精度的控制：如高程值为19米，只有【（19米内的洪水淹没面积+19米外的洪水淹没面积）-理论面积】/理论面积的值小于0.004 才算合格。如果大于等于0.004，则应查看高程值为19米处的平山角（即构成三角网的高程值全为19米），因为用此方法进行面积统计，它不计算高程值刚好是19米的面积，这时应在有平三角的地方加一些正确的高程值的特征线消除这些平山角，只要消除了平三角，量算精度就会合格。每一个高程值都是如此，即可保证任何高程值的洪水淹没面积量算的精度都小于0.004。

5 结语

使用ARCGIS的3D分析构TIN，进行洪水淹没面积的量算操作简单，精度极高，比以前用过的其他软件方便得多。ARCGIS 具有一个能为三维可视化、三维分析以及表面生成提供高级分析功能的扩展模块3D分析，可以用它来创建动态三维模型和交互式地图，从而更好地实现了地理数据的可视化和分析处理。3D分析不仅可以计算面积，还可以计算土方、计算坡度与坡向，还可以可视化分析、提取断面、表面阴影分析、表面长度的计算等等，其功能之强大，是其它软件无以伦比的。

[1]ArcGIS 三维分析使用手册.

[2]张祖勋,张剑清.数字摄影测量.武汉：武汉测绘科技大学出版社，1996.

[3]王佩军,徐亚明.摄影测量学.武汉：武汉大学出版社，2005.

[4]李志林,朱 庆.数字高程模型.武汉：武汉大学出版社，2001，7.