用GIS手段取風(fēng)水寶地

郭舫舟

摘 要：風(fēng)水地理學(xué)博大精深，生澀難懂。文章主要介紹了如何用地理信息系統(tǒng)的方法來解決現(xiàn)在簡(jiǎn)單基礎(chǔ)的風(fēng)水地理學(xué)的問題，采用了GIS的疊置分析、創(chuàng)建數(shù)字高程模型、構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)、追蹤分析、以及提取山頂點(diǎn)和山脊線等方法來確定風(fēng)水中的重要地形，并對(duì)該方法整合形成可復(fù)用的模型，為以后類似問題的研究提供了參考。

關(guān)鍵詞：GIS方法；風(fēng)水地理學(xué)；高程模型；山脊線

一、風(fēng)水簡(jiǎn)單化提煉

風(fēng)水的地理學(xué)基礎(chǔ)主要體現(xiàn)在地形、水文、氣候、土壤、生物、探礦、地圖。文章為簡(jiǎn)單化，只考慮地形與水文要素。風(fēng)水中借龍來表示山脈的走向、起伏、轉(zhuǎn)折、變化，又按山脈的形態(tài)把龍劃分成進(jìn)龍、退龍、福龍和病龍。前三種被認(rèn)為是好地方，而病龍被認(rèn)為是不好的。從地質(zhì)學(xué)的角度來看，這些地方可能是斷裂線所在地或是兩種地質(zhì)區(qū)域接觸帶，多為漏水層，火山、地震，是地表不穩(wěn)定的區(qū)域，有隱患所以稱之為病龍。另有砂，穴等概念不一一介紹。水文包括三個(gè)大的方面地表水，地下水和水質(zhì)，包含多個(gè)方面亦不展開介紹。文章取最基礎(chǔ)的一種山與水的空間組合形態(tài)作為基礎(chǔ)類型（如下圖所示），建立點(diǎn)和線的矢量模型。并在此模型的基礎(chǔ)上用模式識(shí)別的方法來研究風(fēng)水中重要位置信息。

二、GIS技術(shù)原理與風(fēng)水

墓葬風(fēng)水即簡(jiǎn)化為看山看水選址的空間圖像問題，看山即山的走勢(shì)地形，看水即水的流速流向。

（一）數(shù)字高程模型。數(shù)字高程模型是利用坐標(biāo)系中大量選擇的已知x，y，z的坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)連續(xù)地面的一個(gè)簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)表示，其中x和y表示地形點(diǎn)的平面位置，z表示高程或絕對(duì)海拔。之后利用計(jì)算機(jī)圖像學(xué)的知識(shí)進(jìn)行三維轉(zhuǎn)換，具體過程不再贅述。

（二）TIN不規(guī)則三角網(wǎng)。不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）以數(shù)字方式來表示表面形態(tài)，是基于矢量的數(shù)字地理數(shù)據(jù)的一種形式，通過將一系列點(diǎn)與最近點(diǎn)的連線，連線得到的線段的兩個(gè)端點(diǎn)再和距離線段最近的點(diǎn)連線，此構(gòu)成第一個(gè)三角形，三條邊，再根據(jù)三條邊最近的點(diǎn)連線得到更多的三角形，依次連接則得到一個(gè)三角網(wǎng)。它不僅存儲(chǔ)了每個(gè)點(diǎn)的高程，還存儲(chǔ)了其平面坐標(biāo)、節(jié)點(diǎn)連接的拓?fù)潢P(guān)系、及鄰接三角形等關(guān)系，由此TIN數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠精準(zhǔn)的表示任何類型的表面。

（三）水的流速流向分析。加載水流的矢量數(shù)據(jù)和徑流量等數(shù)據(jù)，利用ARCGIS軟件中的追蹤分析，根據(jù)數(shù)字地面高程模型，設(shè)置初始速度參數(shù)，計(jì)算垂直落差和水平位移來進(jìn)行流速的分析。對(duì)于重要位置的流速可以用微風(fēng)積分的方法求得精確的流速。之后用追蹤分析，構(gòu)建水流動(dòng)線。

（四）疊置分析。將有關(guān)的主題成組成的數(shù)據(jù)層面，進(jìn)行疊置產(chǎn)生一個(gè)新數(shù)據(jù)層面的操作，其結(jié)果綜合了原來兩層或多層的要素所具有的信息。文章是將水流的流向數(shù)據(jù)和地形數(shù)據(jù)進(jìn)行疊置，即兩個(gè)矢量數(shù)據(jù)的疊置。

（五）提取山頂點(diǎn)。在TIN不規(guī)則三角網(wǎng)的基礎(chǔ)上提取山頂點(diǎn)，即三角網(wǎng)記錄了每一個(gè)點(diǎn)的位置高程，設(shè)置相運(yùn)算區(qū)域，相鄰點(diǎn)的高程相減，保留較大的一個(gè)再和周圍點(diǎn)高程相減，最后得山頂點(diǎn)。用提取到的點(diǎn)構(gòu)建矢量圖層，將提取的山頂點(diǎn)相近相連線，得到矢量圖層。

三、建立求解模型

（1）確定待分析的目標(biāo)區(qū)域，并對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行分級(jí)渲染顯示。（2）導(dǎo)入坐標(biāo)點(diǎn)位以及與其對(duì)應(yīng)的高程數(shù)據(jù)，設(shè)置顯示參數(shù)和垂直變量構(gòu)建數(shù)字高程模型。（3）通過DEM（數(shù)字高程模型）建立TIN規(guī)則三角網(wǎng)，得到模擬的山地表面數(shù)據(jù)。（4）設(shè)置像素面積參數(shù)，提取一系列山頂點(diǎn)，用于后期構(gòu)建矢量圖形。（5）對(duì)一系列山頂點(diǎn)進(jìn)行連線處理，得到矢量圖形數(shù)據(jù)。（6）根據(jù)傳統(tǒng)風(fēng)水學(xué)要求篩選矢量圖形數(shù)據(jù)。（7）導(dǎo)入水流流經(jīng)區(qū)域的矢量數(shù)據(jù)，加載流向與徑流量參數(shù)。（8）根據(jù)水流的垂直落差與水平移動(dòng)距離，來模擬水流的速度，并進(jìn)行分級(jí)渲染。（9）疊置分析，將水流最終矢量數(shù)據(jù)和篩選后的山地矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊置分析。（10）設(shè)置空間參數(shù)，根據(jù)之前的模板進(jìn)行模式識(shí)別得出待選區(qū)域。（11）人工操作確定，最終篩選出最終勘察區(qū)域。

四、結(jié)語

現(xiàn)代風(fēng)水地理學(xué)需以現(xiàn)代科學(xué)為基礎(chǔ)，GIS等科技為研究手段。并引入相關(guān)的現(xiàn)代科學(xué)理論、方法、技術(shù)，從定性研究走向?qū)嵶C研究，從傳統(tǒng)風(fēng)水地理學(xué)走向現(xiàn)代風(fēng)水地理學(xué)。現(xiàn)代風(fēng)水地理學(xué)可以結(jié)合GIS等科學(xué)手段向?qū)嵱没爱a(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，在萃取傳統(tǒng)風(fēng)水思想精華下，以現(xiàn)代地理學(xué)的科學(xué)理論和方法為支撐，并且揉入相關(guān)的美學(xué)、建筑學(xué)、生態(tài)學(xué)、倫理學(xué)的理論，充分借助第三次科技革命的技術(shù)支持，最終形成新的理論體系?，F(xiàn)代風(fēng)水理論體系的形成將會(huì)與時(shí)俱進(jìn)的滿足社會(huì)發(fā)展的需要，更好的為社會(huì)做貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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