谷歌軟件在“7·21”洪水入淀水勢分析中的應用

侯 越，馬玉霞

（1.河北省大清河河務管理處，河北 保定 071051；2.保定市水利水電勘測設計院，河北 保定 071000）

1 軟件介紹

谷歌地球（Google Earth，GE）是一款Google公司開發的虛擬地球儀軟件，它把衛星照片、航空照相和GIS布置在一個地球的三維模型上。軟件分為免費版和專業版兩種，用戶可通過下載到自己電腦上的客戶端軟件，免費瀏覽全球各地高清晰度衛星圖片。其地貌影像的有效分辨率至少為100m（通常為30m），但其針對著名的風景區、建筑物群等給予了重點“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”區內，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提供了有力的圖像數據支持。

2 應用介紹

對于使用免費版的客戶，其與專業版的差別主要在于測量不規則區域的周長、面積，兼容GPS、GIS等地理數據的導入，google SketchUp的建模設計，以及高質量的打印、抓圖。下面簡單介紹如何注冊：

第一步：下載谷歌地球7.0官方正式版并安裝。第二步：打開谷歌地球后點擊工具欄中的Ruler按鈕，繼續點擊Pro按鈕并點擊“立即升級”，這時將彈出網頁點擊網頁右側的Buy Google Earth pro后，點擊Try for free，當填好相應的信息后，就會擁有免費7d試用的主頁版KEY，當然也可以付費成為專業版擁有者。

3 數據采集錄入

“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、東關碼頭、邵莊子、郭里口等15處設立了水尺，采集了GPS坐標，如表1。

把GPS點數據使用添加地標功能鍵到軟件中，為以后分析做好準備，洪水入淀后開始記錄水位數據，并把當時3次沿水流逆向而上的沿途記錄的關鍵點1～7號GPS點數據錄入以分析備用，如表2。

表1 GPS點數據匯總

表2 GPS點數據匯總

4 繪制洪水水勢走向圖

通過以上采集錄入的數據，繪制洪水水勢走向圖，點擊“添加路徑”功能鍵，輸入名稱；點擊“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，比如當時入淀時留通橋的流量為200m3/s，則在此輸入20，以此類推，就能把洪水的根系發散型狀表現出來，所以水流變化的關鍵點數據錄入不能馬虎。通過數據對比和現場照片分析，繪制出了水勢走向的示意圖。

5 分析應用

5.1 流向、流量、時間分析

“7·21”洪水由白溝引河入淀后，到達留通大橋。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生返漲0.1～0.2m。分析原因主要是1、2號點的圍埝造成，經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。當水流到達3號點后流向水位尺6、水位尺4后，由于旅游景點和圍埝的原因，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號開闊淀南區域，并伴隨著向南向東開始慢慢減少。

其中有兩個特別的區域需要以后關注，水位尺1點至水位尺2點是府河小流量來水與北支入淀水量的匯聚區域并形成了相持；水位尺3號點為新碼頭區域水位上漲最快，北支來水的水位上漲反應時間為12h，水位尺2、4、5、7、8、9為24h，水位尺10～13均為48h。

5.2 庫容與水面變化分析

水庫水位～水面面積關系和水庫水位～庫容關系是水庫的兩項基本技術資料，一般由實測庫區地形圖量算得出。為了便于查用，通常制成關系表或關系曲線的形式。分析水庫水位～庫容曲線，可以發現，從水庫水位～庫容曲線上，能推求出水面面積，并同時得出該級水位的平均水深。由于實測庫區地形圖都很復雜，專業版的谷歌地球可以把這一項工作變得簡單化，同樣是一個水面區域，2011年10月白洋淀在引黃補淀之前水位在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系曲線，但由于白洋淀的地形復雜計算，其庫容此應用不如單一的水庫簡單。

6 結語

谷歌地球軟件對“7·21”洪水入淀后的變化有直觀和準確的認識。通過固定單位的測量與谷歌地球軟件相結合，有白洋淀這個復雜環境的某特定區域較高水位高程與相應淹沒水面的歷史數據，為以后防汛指揮提供數據支持，若能積累更多的數據，對于白洋淀重點區域的二位模擬將有更好的驗證。

谷歌地球軟件在白洋淀水資源管理方面應有更多的應用，可以解決現場察看的局限性和主觀性，通過與實測數據的結合，將為水利管理提供更好的技術支撐。

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