ArcGIS使用Python调用arcpy实现自动计算地形湿度指数(TWI)的方法

1、ArcGIS使用Python调用arcpy实现自动计算地形湿度 指数(Topographic Wetness Index, TWI)的方法赵岩.简介TWI是当地地形对径流流向和蓄积影响的物理指标或指标。该指数是斜率和 上游贡献面积的函数。TWI的计算同时使用地理信息系统(GIS)和Python (Python) 进行，Python是一种用于增强计算能力的编程软件。这些指数有助于识别降雨径 流模式、潜在土壤含水量增加区域和积水区域。地形湿润度指数(TWI),量化了地形对基本水文过程的控制(Schillaci等，2015)。 TWI是通过细尺度地形与上梯度对地外表积的贡献相互作用，根据以下关系得到

2、的 (Beven et a.9 1979):TWI = In CA/Slope其中，CA是通过网格单元排水的局部上坡集水区，slope是每个网格单元最 陡的向外坡度，以落差/距离衡量，即坡度角度的tan值(Tarboton,1997)。ArcGIS通过使用工具箱可以实现地形湿度指数的计算，但传统方法操作麻烦， 而通过Python调用arcpy可以实现自动自取，这样我们就可以一边喝着咖啡，一边 等待电脑帮我们完成任务了。ArcPy是一个Python站点包，可提供以实用高效的方式通过Python执行 地理数据分析、数据转换、数据管理和地图自动化。.传统方法步骤以30m*30m分辨率的图层为例。(原

3、文 qrzllO)o基于外表工具箱Surface计算Slope。、Slope单位转换：Scale_slope=Slope*pi/180oInput surface rasterFTTif|iSOutput 二nraoe rozitrC： VsersPCJ)7vnent5AroGISDeEault. gdbril2 den| 巳,2 Unit (option。)I一水流方向(FlowDir_Fill)-Flow Direationo、Row DirectionL&put zurfac。rotorpill_der)Output flov direction rasterC：iVz4rslFCDoc

4、Tin4XitslArcxI5Dcxilt gdbylovDLr Jill_ Fores 4II cJpa calle to flov outvard (flpti trnl)Output drop raster (optional)Output drop raster (optional)汇流累积量(FlowAcjFlow)-Flow Accumulation o,Row Accumulation汇流累积量(FlowAcjFlow)-Flow Accumulation o,Row AccumulationLripiat Elov iireotaon raster plbDirJillOutp

5、ut cunjltion rasterC Mfser sMCiBDCiirnts VAr cGISMIefamlt gdbsiFlovXccJFL:wInput veight taster (ctional)ZJOutput dfttrfl typo (optional)单位面积的汇流量(SCA)-Raster Calculator。Rasler CakulatorMajexjressjonLayers and va63ble5 WJM Fil den dBrrbLS.tof ,Output rasterThe output ia$【w from the Map Aig expressionC

6、unO=Acc_R/一 QJCT30,、g7jRKl切3O/CmCHovmj*r - 0 I fHowDr.Hr S) |CFtonOf/ir = 32) I (TtowtfrFT =6，丸加30)Output rasterR： U.r rcBocmxsport arcpy. ouathE 回至 NFWL rwiCUtTV.Zirr jLpfjddi* ，bpe OJt： EM (XPO GLPilop GtP.TRl OP.TM E opBcai f name , na in :arcpy .CheckOutEx tens ion * Spatial)t Defino workspace a

7、nd set inpuc and output filesarepy. env, workspace = Dt/test .gdb*inDEM = *E : /DATA/Goulinping/GLPDEM?yl. tifX Interrociiatesprint(AFiHine DEI. )DDLiilld - wFFillGnDER)Frlrn(reatlng flow dlrec-tiort * )utFlcroDiroction - arepy. ca.7Louliroctian(DEl fillod, TORCE )print (Creating flov aoctjnulation.

8、)outJ 1 cxjrAccunjlatian - arepy. sa. PlavAccunulati.cxi(,outTlDrwlirection,FLOAT ) 1In 026141 po.940； 5ROtO3C XX9outFlaccunoilaticn arepy. s. FlcMAccunulationfouiFlaDirection, *, IfnEGW) e 1print(nCreatIng slope. 1slapo - ircpy. s. SlopaCpEI fillad)printCCorr?erting slope in degrees toin radiens) 2

9、Pi radians - 360 decreesPi radians - 180 dogmasconversion： Pi radians * IMUbVBTMQABi3,44718a a ttw.erw中 6kUftet B- fl n cw. GMycjir4 D UlWcrrHC D O0E，* 。g* a 。伊42 . O aiwurr4 9 .1s Dy X.Wje,，1 O MctweiiUor RNMS3R .D WX：B!2BE ”aUNWJ in nAiwMKfl BrMrC“M2a J . OCSEJlemfiUrTrA*w a*tww *v a：ucv t9l33Bz O

10、 4inajKa 3 XS3*KB4q 8E，Q UOtalrr.? 房 NKlPS 0 0cy“02 n Fjf ， 工4 MilCeCCOil VlMdwC M(p口AB。 - Ck g ：，4aoiS9D fjQ：；：*1/ 二：. 70“ttv v, *References:Beven, KJ., M.J. Kirkby, and J. Seibert. 1979. A physically based, variable contributing area model of basin hydrology. Hydrological Science Bulletin 24: 43-69.Sch川aci, C., A. Braun, and J. Kropacek. 2015. Terrain analysis and landform recognition;Chapter 2.4.2, in Geomorphological Techniques; British Society for Geomorphology. 18pp.Tarbo