利用ArcGIS缓冲区确定飞机人工增雨影响区探讨

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　　摘要 飛机人工增雨可以充分利用空中的云水资源，作为一种增加水资源的手段已被越来越广泛地应用。本文利用AreGIS缓冲区自动生成增雨影响区，比原有确定增雨影响区方法更加精确，可有效提升飞机增雨作业区域评估精度，提高人影作业为农业生产等服务效率。
　　 关键词 飞机人工增雨;AreGIS;缓冲区分析;影响面积
　　 中图分类号 P481
　　 文献标识码 A
　　 文章编号 1007-5739（2019）08-0206-01
　　 农业是对天气气候影响反应最敏感和脆弱的行业，实施人工增雨（雪）作业能够缓解干旱造成的危害，提高农业生产效益，人工增雨作业影响范围除受催化云移动外，还受云内湍流扩散及云中诸多微物理过程（凝结、冰晶破碎、碰并.繁生等）影响，作业时又受到催化剂用量和航线等因素影响，这些因子影响复杂，因而必须精准地确定催化后的影响区。针对四川省人工影响天气实际情况，参考国内各省市人影经验，提出利用AreGIS缓冲区方法实现对飞机人工增雨作业影响区的精确分析，可有效提升飞机增雨作业区域评估精度，为人影作业服务农业生产等效果评估提供重要参考。
　　 1确定飞机人工增雨影响区方法的现状
　　 1.1资料选取
　　 以2018年10月20日四川省人工影响天气办公室飞机增雨作业为例，此次人工增雨所用飞机型号为国王B-9394，飞行高度3000～6000m，飞行航程共计827km，飞行时间共计2.95h。此次增雨作业催化剂为碘化银焰条，共用焰条48根。
　　 1.2现有确定影响区的方法
　　 干旱是四川省主要气象灾害之一，为了缓解旱情影响，确保农业生产及生活用水，四川省在千旱时期密切监视天气情况，积极寻找有利时机实施人工增雨作业。以本次增雨为例，由于作业轨迹较密集，结合高空风速和风向及催化剂扩散影响因子，作业后碘化银催化剂基本上扩散成为一个片区，因而影响区基本可看作一个矩形区域，在地图中计算出区域面积为0.98万km2，即可作为“飞机人工增雨影响区域面积。
　　 当飞行作业航线较密集时，用此种评估方法较合理。但当飞行距离较远，作业轨迹跨越区域较大，不适宜使用此方法。这是由于催化剂用量等因素的影响，飞行作业影响区域未必是一个连续多边形区域。
　　 选取2018年11月7日四川省人工影响天气办公室1次飞机增雨作业分析，此次人工增雨所用飞机型号为国王B-9394，飞行高度为3000～6000m，飞行航程998km，飞行时间共计3.62h，增雨作业催化剂共用碘化银焰条48根。由于增雨作业机场距离作业区较远，受国王飞机最大航程1000km限制，作业航线不能太过密集，催化剂播撒较稀疏，增雨作业影响区域面积2.36万km2，受催化剂用量限制，影响面积不可能那么大。如果采取原有方法，选择一个规则矩形区域作为影响区域，以此效果评估，其影响面积会大，而实际达不到这么多影响面积，所以该方法需改进，而利用ArcGIS缓冲区方法则可更加精准确定影响区，从而做出准确的效果评估。
　　 2利用ArcGIS缓冲区确定影响区的方法
　　 2.1ArcGIS缓冲区功能介绍
　　 AreGIS是ESRI公司开发的新一代GIS软件，被世界各国广泛用于地理信息获取、编辑、查询和分析等，其中缓冲区分析就是GIS基本空间操纵功能之一，在ArcGIS中可为点线和面进行缓冲区分析。
　　 利用AreGIS缓冲区进行飞机增雨影响区分析时，根据增雨作业航线在其区域周围一定距离内确定一个带状区域视作影响区，其大小根据高空风向和风速及经验值因子确定，利用AreGIS缓冲区工具统计其区域面积等要素2。
　　 2.2利用ArcGIS缓冲区确定影响区
　　 飞机人工增雨作业航线中包含作业地点、经纬度信息和航程等，而利用ArcMAP工具可将这些信息制成图层文件，清楚地反映在地图上，然后使用ArcToolBox中“缓冲区”命令，弹出“缓冲区”对话框。
　　 在对话框中将催化剂播撒轨迹的图层文件作为输人要素，结合当天作业时气象因子和经验值，将距离轨迹15km内作为催化剂有效区，点击确定按钮，就会生成以催化剂播撒轨迹为中心的缓冲区。此缓冲区可看作是增雨作业影响区，它也是一个单独图层文件，方便各种处理和计算。
　　 利用AreGIS缓冲区方法可直接根据催化剂播撒轨迹生成更加精确的影响区，影响区大小也可根据气象因子修改。
　　 打开缓冲区图层文件属性表，在文件中增加“面积"字段，然后利用“计算几何”功能快速计算出此缓冲区面积，对于此次飞机作业其影响面积为1.28万km2日。接着统计影响区和对比区雨量，再与影响区面积相乘，就得到最终增加降水量。飞机增雨作业后，应在6h后的24h内将具体增加降水量向中国气象局上报，同时要做简报发给四川省政府。将新方法与原有方法对比，用AreGIS缓冲区确定飞机人工增雨影响区比旧方法更准确，更有说服力4。
　　 3结语
　　 飞机人工增雨作业影响区准确度对效果评估十分重要，其结果直接影响气象为农业生产效果评估准确性。对比2种方法可以清晰看到，利用ArcGIS缓冲方法确定飞机人工增雨影响区比旧方法更精确，可根据催化剂轨迹变化而变化，既可方便实现，也更加合理。
　　 4参考文献
　　 [1]马超.利用ArcGIS缓冲区做增雨效果评估方法的研究[C]//人工影响天气委员会，中国气象科学研究院第31届中国气象学会年会S8第16届全国云降水与人工影响天气科学会议：大气水资源开发利用与气象防灾减灾.北京：中国气象学会，2014：7..
　　 [2]郝克俊，刘东升，王维佳，等.2009年四川省飞机人工增雨效果评估[J].现代农业科技，2010（21）：314-317.
　　 [3]马超，刘平，余芳.利用ArcGIS制作飞机人工增雨空域图[J].数字化用户，2018（24）：15.
　　 [4]李琼，汪玲，丁莉，高沁.湖南省一次飞机人工增雨作业的方案设计及效果评估[J].安徽农业科学，2017，45（20）：157-160.
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