□李晓亮

PDS2000和ARCGIS在大浪淀水库测量数据处理中的应用

□李晓亮

介绍应用PDS2000软件和ARCGIS软件对大浪淀水库进行数据测量、生成模型、插补数据，最终实现自动计算水位面积库容曲线的方法，对减少人工繁琐输入、提高库容曲线精确度和数据处理自动化具有借鉴作用。

大浪淀水库；PDS2000；ARCGIS；数据处理

大浪淀水库位于沧州市南皮县大浪淀乡境内，1997年建成，属于大（Ⅱ）型水库，总库容1.003亿m3，总投资2.8亿元，水库周围堤坝总长16.8km，堤顶高程为14m，是沧州市重要的饮用水源。

2013年9月，河北省水文水资源勘测局对大浪淀水库水下和岸上部分进行了详细的测量。岸上部分用不低于1:2000地形图规范的要求进行施测，使用仪器为中海达GNSS,工作模式为实时差分动态测量模式。水下部分分为两个部分施测，水深超过2m部分采用Reson多波束测深系统进行测量，水深低于2m部分采用中海达HD370单频测深系统施测。

1.PDS2000数据处理

PDS2000是RENSON多波束测深系统自带的应用软件包，它可以将初步测量数据进行修正并建立网格GRID模型，并可进行删除、编辑、插补、计算等操作，模型数据还能以不同的格式导出，以便用于其他软件进行处理。

1.1 数据导入

打开PDS2000软件之前首先将原始文件PDS（包括工程文件）从测量船电脑复制下来粘贴至数据处理电脑相同路径下。在软件的潮汐水位改正功能选项中输入测量时的水位变化过程，软件可自动根据水位变化将测量原始水深数据（x，y，d）转换为高程数据（x，y，h），利用转换后的数据建立单元大小为1m的GRID模型。

1.2 数据插补

测量时航线按南北方向布设，地形变化较大区域航线间距20m，平坦区域航线间隔50m，航线之间空白采用数据插补工具补全数据。数据插补工具有3种形式：矩形插补、圆形插补和沿航线插补，此次插补采用圆形插补方式。

1.3 数据导出

PDS2000可将GRID模型数据自定义单元大小进行重新采样生成新模型，单元大小决定了数据精度，该软件可将模型数据进行多种格式的导出，为了保证测量精度不被降低，此次导出单元大小为1m的ASCII码文件。

2.ARCGIS 数据处理

ARCGIS又称地理信息系统具有3大桌面组件：ARCMAP、ARCCATALOG和ARCTOOLBOX。ARCMAP是一个复杂的专业制图和编辑系统，可以录入数据、编辑数据，并可对数据进行分析计算，由数据生成图层，还能将多个图层源数据链接并导出，提供多方法与地图交互操作。

2.1 数据导入

打开ARCMAP选择文件菜单里面的添加xy数据功能，将PDS2000导出的ASCII码文件导入，添加数据窗口xyz字段要选择ASCII文件里坐标数据所对应的列，坐标系选取投影坐标系中的高斯投影，中央子午线选择当地的经度，导入后数据以网格高程点显示。

2.2 建立模型

利用ARCTOOLBOX中的3D扩展模块中的创建TIN选项，软件会将所有高程点进行分析计算并创建TIN模型。模型建立后进行筛选数据并转换为栅格数据集，像素大小可自定义设置，此次设置为1m，栅格数据集的符号系统可将数据集不同高程以不同的颜色表示，制作为彩色效果图。

2.3 水位库容关系分析计算

Arctoolbox中的3D分析工具中，功能表面中的表面体积工具选项，可以实现对栅格数据集表面积和体积进行分析计算。输入栅格数据、参考平面及相应水位即可计算出所对应的表面积和库容，并可保存在txt文件中。

2.4 利用ARCGIS模型构建器来实现水位库容关系的自动计算

模型构建器是ARCGIS的一个应用程序，他可以用来创建、编辑多个数据模型，并可以使各个数据之间进行分析和计算。模型构建器主要由工具、变量和连接符构成。

将需要计算的水位输入至模型计算器的表格当中，第一列输入序号，第二列输入需要计算的水位值（此次水位间隔1cm）。插入迭代器行选择工具，迭代器会有两个计算结果，一个为选择的值，另一个为迭代计算的最大次数。添加获取字段值工具，该工具可将获取的水位值通过表面体积工具计算出相应的表面积和体积并保存在一个txt文件中，第一计算回合完毕。迭代器行选择工具会从原始表中的第二列中读取水位并计算水位相应的表面积和体积，直到循环计算至原始表格中的最大列数为止并生成多个水位面积库容关系的txt文件，利用极速txt文本合并器将所有txt文本合并至一个文件中，用excel打开，删除无效列，只剩下水位-库容两列，从而得出水位库容关系表。

3.结语

随着科学技术发展，现代测绘已和传统测绘大不相同。利用先进的多波速测深技术可测量海量数据，通过PSD2000处理后可以获得水库精密模型。模型导入至ARCGIS后可以进行地形分析、各种断面图、效果图的制作，并可计算水位面积库容关系。利用ARCGIS模型构建器建立水位面积库容自动计算模型，依托此模型，可实现水位每cm变化的自动计算，这对减少人工繁琐输入、提高库容曲线精确度和数据处理自动化发展均有重要意义。□

2017-03-13

李晓亮，男，汉族，邢台水文水资源勘测局，工程师。