第05期（总第468期）吉林水利2021年5月［文章编号"1009—2846（2021）05-0008-04
借助Arc GIS软件采用泰森多边形法
刘武
（黑龙江省水文水资源中心，黑龙江哈尔滨150001）
［摘要］降雨量分析与计算是每年水资源公报编制中的重要环节，2020年之前黑龙江省计算降雨量经历了两个阶段：一是在黑龙江省地形图上手工绘制降雨等值线，并根据等值线分割区域再利用求积仪在纸质地图上量算各分割区域面｛，进而求出各单元降雨量；二是在黑龙江省1:25万地形图上点绘雨量站并绘制等值线然后通过Map info、Arc GIS自带软件计算区域降雨量。黑龙江省雨量站点分布广，手工绘制降雨等直线工作量大，绘制较繁琐$用求积仪量算区域降雨量费时费力，且由于人为原因，利用Map info、Arc GIS软件赋值、裁面易产生人为误差，质量和效率均较低$2020年黑龙江省降雨量计算尝试采用Arc GIS自带Arc Toolbox功能，创建泰森多边形，并对泰森多边形进行裁剪，然后对裁剪面块进行分析与计算。结果证明，该计算方法速度快，无人为误差影响，在最严格水资源管理考核时间紧任务重的情况下，可以大大节省降雨量分析计算时间，提高工作效率，其降雨量计算精度也有很大提高，为水行政主管部门［大决策提供了更为及时和有效的数据支撑。
［关键词］降雨量；Arc GIS；Arc Toolbox；邻域分析；泰森多边形；裁剪
［中图分类号］P228.4
1概述脊灰野病毒
区域降雨量计算是各级政府部门编制《水资源公报》中的重要一环，其成果可以反映出上年度本区域降雨丰枯情况，作为区域水资源分析、水资源开发利用程度分析的重要抓手，同时也为最严格水资源管理考核提供翔实可靠的数据支撑。
《黑龙江省水资源公报》编制初期，降雨量计算是在黑龙江省地形图、河流水系图上进行计算。
的雨量年度数据在地形图上，手制省降雨，据分区域利用求积仪在地图上量算各分区域面积，进而求出各单元降雨量。2000—2019年，分析计算区域降雨量是采用MapInfo或Arc GIS
进行量算，本工作：一、制的量据雨量数据成的
进行圆滑性修正；二、在Arc GIS软件中同时加载［文献标识码］B
量化的等值线、行政分区界限、水资源分区！
量图；、水资源量计算面图
Arc GIS中；四、编水资源量计算面图层，在图上绘制等值面（&行政区&水资源分区的区域），面面积，据区域的降雨流算出区域的降雨量流量；、总面的降雨量，区域降雨量叫其中2017—2019年利用Arc GIS自带Arc Toolbox工具，量算区域降雨量。由于黑龙江省雨量，分，手制降雨作量，制，用求积仪量算分行政区面积时，为，。利用区域进行计算的程中，要的面进行，出。基于此,2020年黑龙江省降雨量分析计算Arc GIS
Arc Toolbox，利用形计算黑龙江省降雨量数据。
［收稿日期］2020-11-23
［作者简介］刘"（1987-），#，汉族，&徽人，本科学.，中0工23，从事水文8析与计算，水资源？查AB等工作-8-
2计算应用
2.1泰森多边形法
泰森多边形法计算区域降雨量是荷兰气候学家泰森1911年提出用垂直平分法来划分计算单元。根据计
算区域内的雨量站网，以雨量站为顶点链接成若干个不嵌套的三角形，并尽可能使构成的三角形为锐角三角形。对每个三角形求其重心(三角形三边垂直平分线之交点)。利用这些三角形的重心，可以将计算区域划分成若干个计算单元，保证每个计算单元的中心附近有一个雨量站，如图1所示。假设这样得的计算单元的雨量 分是的，并可以利用其中雨量站的雨量来。泰森多边形计算为：
p=1"1
中：为第$个泰森多边形$个计算单元的面积,$二1,2,…，#；p$为第$个泰森多边形即第$个计算单元的雨量,$二1,2,…，#；#为区域内泰森多边形"为区域[2]O
2.2数据整理与计算
2.2.1雨量站(生成
将2020年全省汇总雨量站降雨数据表生成点图层(命名为2020P.shp)。具体操作是打开Arc Map，点—添加数据—添加XY据$添加的2020年雨量站雨量据表$X字
和Y为雨量站的$. WGS-1984地理坐标系$点击确定，弹出提示信息(表没有。咖吐-①字段)，忽略并点击确定，如图2所示。图层的2020P据$点据$导出数据$输出要素类命名2020P.shp$点击确定，出提示(是将出的据图图层中)，点击是可以。导出据如图3所示。
文件(F)编辑(E)视图(V)书签(B)插入⑴降⑸处理(G)目走义(C)窗口㈣耦助(H)
6X-n41回|圍QJ ISO口A丘绘制(D)・*OA-◎宋体
致B團0蠶兀「k&国&稠器(R)・
图2添加XY数据示意图
文件(F)巒(E)视图(V)书签(B)插入(I)曄⑸地理处理(G)目定义(Q窗口(W)轄助(H)
□ES H«瞻G+-1:5,299,287▼同国刁①⑥口技*酬(D)"h
題®團0:i::k❶禺芯曲档黑闻壬叭(R)，
图3导出2020P.shp示意图
2.2.2生成泰森多边形降雨数据
打开Arc Map，加载省级行政区划界限和生成的2020P.shp,Arc Toolbox工具，点击分析工$邻域分$泰森多边形$据匚2020P.shp$出名为泰森多边形降雨
据$输出all o如图4、图5所示。
2.2.3省界裁剪泰森多边形降雨数据
(1)省区泰森多边形降雨据图层(省用三水成量图)。
9
图4生成泰森多边形示意图
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图6黑龙江省裁剪泰森多边形示意图
(2)打开Arc Toolbox !点击分析工具！点击
提取分析!双击裁剪!输入要素选择泰森多边形
降雨数据！输出要素类选择2020年黑龙江省面
域降雨！XY 容差选择10m !点击确定，如图6所
示$ 2020年黑龙江省面域降雨示意图如图7所示$ 2.2.4 联合县界和水资源四级分区
(1)打开Arc Toolbox !点击分析工具！点击 叠加分析！双击联合！输入要素选择县界、水资
源四级区、2020年黑龙江省面域降雨！输出要素 类选择输出路径并命名泰森多边形计算县套四级
区降雨!连接属性选择ALL !XY 容差选择
图'黑龙江省县套水资源四级分区降雨量
面域联合示意图
(2) 打开泰森多边形计算县套四级区降雨属10m !不勾选允许间隙存在!点击确定，如图'所
性表!右击面积列！点击计算字段！点击是!属
示$自动生成1 581块县套水资源四级分区降雨深
性选择面积! 选择 数据源
湘仪动测等值面并加载到当前视图
标系！单位选择平方千米！点击确定$利用计算
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机计算出1581块县套水资源四级分区降雨等值面面积，具体成果表详见表1。
2.2.5计算县套水资源分区降雨
(1)将泰森多边形计算县套四级区降雨成果表在Excel中打开，添加一列降雨量，通过Excel自带round函数计算降雨并取整。
(2)通过自带s/mifs函数计算表中的1581块县套四级区的面积和降雨量，进而求出黑龙江省2020年202个县套水资源四级分区的降雨深。
表12020黑龙江省降雨成果表/mm/km2序号县级行政区名称水资源四级分区名称降雨深评价面积
1哈尔滨市区三岔河口至哈尔滨区间84931.36 1581漠河市黑河以上干流区间(洛古河口至黑河)500490.16
atk(3)通过Excel自带vlookup函数将计算出来的降雨深加载到县套水资源四级分区成果表(该成果表是水资源三评价成果表)中，通过round函数计算降雨量并取整，形成黑龙江省县套水资源四级分区降雨量成果表。
3成果分析
泰森多边形计算降雨量是通过一个雨量'成一个泰森多边形，该泰森多边形包围区域均采用了中心雨量
站点的降雨量数据，贴近现实降雨情况。等值线量算是ArcGIS自动量算，是GIS自动生成的降雨等值线还是.
的降雨值线，值线的一的，计算降雨量而，泰森多边形计算降雨量％而，全省的降雨量分计算果的值线计算，1—2以成，3—5成省降雨量的计算。而泰森多边形法计算黑龙江省降雨量可以在1个成计算。上，泰森多边形法大大节省了量算时间，计算。本次采的泰森多边形计算2020年黑龙江省降雨量数据等值线计算而，通过上列计算得出，黑龙江省2020年降雨深3195.67亿m3，具体见表2。与2020年降雨等值线计算的成果， 2.46%(±3%)，以。
表2黑龙江省降雨量成果表/m3
黑龙江省计算面积(km2)—
年径流量
微波提取(mm)(104m3)
2020年成果453099723.132764339研究试算结果453099705.331956675分0 2.46% 2.46%
4结语
Arc GIS自Arc Toolbox工具分计算区降雨量，泰森多边形法进行计算区降水量。通过分，该方法出的计算果和成果3%，以成计算区降雨量的一的计算。该计算过中值面值的情形出现，不会出现人为误差。个雨量'的泰森多边形区降雨量实贴近，计算果。通过计算，以效地完成区域降雨量的分析计算工作，为向各级水行政主管部门供的降雨量数据供强力保障，其他省区降雨量分析计算供借
鉴。口
参考文献：
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(英文摘要下转第20页)
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吉林水利IG541混合气体灭火系统在水轮发电机消防中的应用张杨等2021年5月
义$另外，由于IG541混合气体灭火系统管道压力特别高，若系统设计不当，灭火剂喷放时还会因管道中IG541混合气体流速达到音速而产生的音障现象，流动受到很大阻力，IG541混合气体流速超过音速时所产生的爆震还会使系统受到损坏，因此，在对整个系统进行设计时，要特别关注该系统管路中的流速。口
参考文献：
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Application of IG541Mixed Gas Fire Extinguishing System in
Hydraulic generator Fire Protection
Zhang Yang，Yang Haitao，Wang Yanni，Fan Jiarui
Abstract：This paper discusses the development of IG541mixed gas fire extinguishing technology and introduces the design principles of the IG541mixed gas fire extinguishing system of hydraulic generator.Taking the Kafue Gorge Hydro-power Station in Zambia as an example，the principle and and operation process of specific equipment in hydraulic generator IG541mixed gas fire extinguishing system are summarized in detail.The purpose of this paper is to provide reference for the design，operation and maintenance of gas fire extinguishing system of hydraulic generator in other hydro-power stations.
Keywords:Hydro-power station#Hydraulic generator#IG541mixed gas；fire extinguishing system
（上接第11页）
Calculating the rainfall of Heilongjiang Province in2020by Tyson Polygon Method
with the help of Arc GIS software
Liu Wu
Abstract:Rainfall Analysis and calculation is a vital link in the compilation of annual bulletin on water re-sources.Before2020，the calculation of rainfall in Heilongjiang has gone through two stages.In the first stage，rainfall isoline was manually drawn on the topographic map of Heilongjiang.According to the isoline，using the quadrature，the area of each segmented area on the map was calcualted，and then the rainfall of each unit.In the second stage，the rainfall station is drawn on the1:250000topographic map of Heilongjiang Province，followed by the drawing of isolien，and then the regional rainfall is calculated by the software of Map Info and Arc GIS.The rainfall stations in Heilongjiang are widely distributed，and the manual drawing of rainfall straight lines has a heavy workload which make the drawing more tedious.It is time-consuming and laborious to calculate regional rainfall by using quadrature，and the artificial error is easy to be produced by using Map info，Arc GIS software，along with low quality and efficiency.In order to solve these problems，the calculation of rainfall in Heilongjiang Province in2020is attempted to use the Arc Tool
box in Arc GIS to create and cut Tyson polygons，The results show that this calculation method is fast and unaffected by artificial errors.In case of the stringent assessment management and limited time，it can greatly save the time and improve the work efficien- cy.The accuracy of rainfall calculation has also been significantly improved，which provides a more timely and effective data supporting major decisions of the administrative departments.
Keywords:Rainfall；Arc GIS；Arc Toolbox；Domian Analysis；Tyson Polygon；Clipping
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