คู่มือการใช้งานโปรเเกรม ArcGIS 10.0: 7.การวิเคราะห์แบบจำลองทางอุทกศาสตร์ (Hydrology Model Analysis)

แลบ 7

การวิเคราะห์แบบจำลองทางอุทกศาสตร์ (Hydrology Model Analysis)

Spatial Analyst เป็นโปรแกรมเสริม ที่มีชุดคำสั่งสนับสนุนการวิเคราะห์ข้อมูลอุทกศาสตร์ ซึ่งอยู่ในส่วนของชุดเครื่องมือ Hydrology ผู้ใช้งานสามารถประยุกต์ใช้ในการวิเคราะห์การไหลของน้ำในพื้นที่ลุ่มน้ำ โดยเริ่มจากนำเข้าข้อมูล DEM มาวิเคราะห์ด้วยคำสั่งต่างๆ จนกระทั่งได้ผลลัพธ์เป็นพื้นที่ลุ่มน้ำและข้อมูลแม่น้ำ

1.การเติมเต็มพื้นที่ (Fill)

เป็นคำสั่งเพื่อการเติมเต็มพื้นที่บริเวณที่เป็นหลุมหรือต่ำกว่าบริเวณทั่วไป หากบริเวณใดมีความสูงกว่าพื้นที่ทั่วไปจะลดให้ใกล้เคียงพื้นที่นั้นๆ เพื่อให้การไหลของน้ำเป็นไปได้อย่างต่อเนื่อง

- โดยเริ่มนำเข้าข้อมูล DEM ทีเราจะทำการสร้าง

- จากนั้นไปที่ Arc Toolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Fill จะได้หน้าต่างดังนี้

-Input surface raster คือ กำหนดข้อมูลพื้นผิวแรสเตอร์ที่เราต้องการสร้าง

-Output surface raster คือ กำหนดชื่อและเก็บผลลัพธ์

- เมื่อเสร็จให้ > OK จะได้ ผลลัพธ์ที่ทำการ Fill แล้ว สังเกตที่สัญลักษณ์ค่าสูงสุดและต่ำสุดของทั้ง 2 ชั้นข้อมูลต่างกัน

2.การวิเคราะห์ทิศทางการไหล (Flow Direction)

เป็นการนำข้อมูลที่ผ่านการ Fill มาวิเคราะห์ Flow Direction หรือทิศทางการไหลของน้ำ ผลลัพธ์ที่ได้จะแสดงเป็นตัวเลขรหัสทิศทาง (Direction Code) ที่บ่งบอกทิศทางการไหล เช่น หมายเลข 16 คือไหลไปทางทิศตะวันตก

- ขั้นแรกไปคลิกที่ Arc Toolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Flow Direction จะได้หน้าต่างดังนี้

-Input surface raster คือ กำหนดข้อมูลที่ Fill แล้ว

-Output flow direction raster คือ กำหนดชื่อและที่เก็บผลลัพธ์

- เมื่อเสร็จ > OK ผลลัพธ์จะแสดงเป็นค่ารหัสตัวเลข ซึ่งแทนด้วยทิศทางการไหลของน้ำว่าจะไหลไปทิศทางใด เช่น 4 = ไหลไปทางทิศใต้

3.การวิเคราะห์การไหลสะสม (Flow Accumulation)

คือการวิเคราะห์ค่าการไหลสะสมของข้อมูลทุกๆ เซลล์ ไปยังเซลล์ที่มีความชันต่ำกว่าซึ่งเป็นจุดออกของน้้า เพื่อดูแนวทางการไหลสะสมของลุ่มน้ำและสามารถประยุกต์หาพื้นที่ลุ่มน้ำหรือทางไหลออกของน้ำ (Outlet)

- ไปที่ Arc Toolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Flow Accumulation จะได้หน้าต่าง

-Input flow direction raster คือ กำหนดข้อมูลที่ Fill แล้ว เช่น Flow direction

-Output accumulation raster คือ กำหนดชื่อและที่เก็บผลลัพธ์

-Output data type (optional) คือ กำหนดทศนิยม

FLOAT คือ ทศนิยม

INTEGER คือ จำนวนเต็ม

ผลลัพธ์ Flow Accumulation

4.การวิเคราะห์ลำดับของลำน้ำ (Stream Order)

Stream Order คือ ลำดับชั้นของเส้นลำน้ำ (ก่อนจะมาถึงขั้นตอนนี้ต้องผ่านการทำ Flow Accumulation และ Flow Direction) มี 2 รูปแบบ

- ไปคลิกที่ Arc Toolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Stream Order จะได้หน้าต่าง

-Input stream raster คือ กำหนดผลลัพธ์ที่วิเคราะห์ Flow Accumulation

-Input flow direction raster คือ กำหนดข้อมูลที่ Fill แล้ว คือ Flow Direction

-Output raster คือ กำหนดผลลัพธ์และที่เก็บผลลัพธ์

-Method of stream ordering (optional) คือ กำหนดรูปแบบการสร้าง มี 2 รูปแบบ คือ

STRAHLER และ SHREVE

เมื่อเสร็จ > OK ผลลัพธ์ Stream Order คือ

แบบ STRAHLER

แบบ SHREVE

5.Stream to Feature

คือการแปลงข้อมูลแม่น้ำที่เป็นประเภทแรสเตอร์ให้เป็นเวกเตอร์ โดยกำหนดผลลัพธ์ที่ได้เป็น Shapefile

- ไปคลิกที่ Spatial Analyst Tools > Hydrology > Stream to Feature จะได้

-Input stream raster คือ กำหนดผลลัพธ์ที่วิเคราะห์ Stream Order

-Input flow direction raster คือ กำหนดข้อมูลที่ Fill แล้ว เลือก Flow direction

-Output polyline features คือ กำหนดชื่อและเก็บผลลัพธ์

จะได้ผลลัพธ์ชั้นข้อมูลแม่น้ำ Stream to features

- ดูรายละเอียดในตาราง โดยคลิกขวาบน ที่ข้อมูลที่ทำการ Stream to features เลือก Open Attribute Table

- ทำการเลือกแม่น้ำสายหลักที่มีค่า Grid_Code >= 5 โดยในหน้าต่าง Attribute คลิกที่ Select by Attributes กำหนดค่าดังภาพ

เมื่อเสร็จคลิก Apply จะได้เส้นแม่น้ำตามเงื่อนไข

- จากนั้นทำการส่งออกเป็นไฟล์ใหม่ เพราะข้อมูลมีลักษณะชั่วคราว โดยไปคลิกขวาที่ชั้นข้อมูล เลือก Data > Export Data

-Output feature dass คือ กำหนดชื่อและเลือกเก็บผลลัพธ์

- ให้ตอบ Yes เพื่อนำเข้าข้อมูลมาแสดงผล

6.การวิเคราะห์พื้นที่ลุ่มน้ำ Basin

เป็นการคำนวณพื้นที่ลุ่มน้ำว่าอยู่บริเวณใด ใช้ในการจำแนกลุ่มน้ำพื้นที่

- ไปที่ Arc Toolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Basin จะได้

-Input flow direction raster คือ กำหนดข้อมูลโดยใช้ Flow direction

-Output raster คือ กำหนดชื่อและที่เก็บผลลัพธ์

จะได้ผลลัพธ์ดังภาพ

7.การสร้างพื้นที่รับน้ำ Watershed

การสร้าง Watershed ต้องมี Pour Point หรือ Outlet คือเป็นจุดที่น้ำจะไหลออกจากพื้นที่ โดยปกติจะเป็นจุดที่ต่ำที่สุด และอยู่บริเวณขอบของพื้นที่รับน้ำ และต้องมี Flow Direction ที่จะเป็นข้อมูล Input ดังนั้นจะทำการสร้าง Pour Point มีดังนี้

- ไปที่ Arc Toolbox > Data Management Tools > Feature Class > Create Feature Class จะได้

-Feature Class Location คือ กำหนดที่เก็บผลลัพธ์

-Feature Class Name คือ ตั้งชื่อ

-Geometry Type (optional) คือ กำหนดรูปแบบเป็น Point

- เมื่อเสร็จ > OK และทำการดิจิไตล์ข้อมูลจุดที่เป็นทางออกของน้ำมากที่สุดหรือทางน้ำไหลมากที่สุด ขึ้นมา 1 จุด

- โดยไปที่ Editor > Start Editing > เลือก Pour Point > OK และทำการเลือกดิจิไตล์จุดที่ต้อง การ

- เมื่อเสร็จไปคลิกที่ Editor > Stop Editing

- ต่อไปทำการ Snap Pour Point โดยไปที่ Arc Toolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology > Snap Pour Point เพื่อใช้ในการเชื่อมต่อจุดที่ทำ Pour Point กับ Flow Accumulation