[发明专利]一种进行潜在地下水分布制图的方法

说明书

技术领域

本发明属于水资源勘探技术领域，涉及一种进行潜在地下水分布制图的方法。

背景技术

地下水是最为重要的自然资源之一，可为人们提供经济、可靠的饮用水。目前，地下水供水大概占年供水量34％(N.S.Magesh 2012)，是一种非常重要的淡水资源。因此对于地下水资源进行探索评估是地下水可持续管理发展的需求。特别是在干旱地区，进行地下水的准确探测以进行开发利用，显得尤为必要。

近年来，众多学者发现利用“多准则决策技术”(Multi-criteria decision making technique)在进行潜在地下水分布评估中是一种非常有效的工具。如Giuseppe Mendicino等研究后提出地中海气候条件下的地下水资源指数(Giuseppe Mendicino 2008)，Ratnakar Dhakate等则结合地貌学和地球物理方法来定位潜在地下水区域(Ratnakar Dhakate 2008)，Manika Gupta等结合GIS、RS和相关野外技术，联合进行潜在地下水的定位实验(Manika Gupta 2010)，Hyun-Joo Oh等利用GIS和概率模型技术评估潜在地下水含量的研究(Hyun-Joo Oh 2011)，Saro Lee等利用GIS和证据权方法(weights-of-evidence method)进行了区域潜在地下水产出的制图研究(Lee,Kim et al.2012)。Samy Ismail Elmahdy和Mohamed Mostafa Mohamed结合GIS和RS方法，利用DEM和Landsat TM影像进行了潜在地下水区域的划分(Mohamed 2014)，D.Davoodi Moghaddam等利用二元统计模型结合GIS进行了潜在地下水的制图研究(Moghaddam,Rezaei et al.2015)，等。

尽管多准则决策技术被广泛应用于潜在地下水分布描述中，但是该技术需要尽可能多的数据和信息，以构成多种准则以综合进行评判。这在数据稀少地区和干旱地区的研究则会面临问题。由于缺少相关数据，多准则决策技术需要的多个参数条件难以满足，使得研究难以为继。

DEM(Digital Elevation Model，数字高程模型)是地表形态的数字化表达。由于GIS技术的发展以及越来越多的高质量的DEM数据的获取，使得DEM的应用范围越来越广，如水力水文、地形地貌、生态环境等众多领域的研究中(Thompson,Bell et al.2001)。针对DEM的研究和应用众多，现有众多文献提出了如何从DEM数据中提取众多信息，如涉及地下水研究中的地形因素、水文因素、地质因素等，都可以从DEM数据中提取得到，这使得利用DEM进行信息提取以进行潜在地下水分布制图成为可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种进行潜在地下水制图的方法，解决了现有的潜在地下水制图需要尽可能多的数据和信息，以构成多种准则以综合进行评判，而这在数据稀少地区和干旱地区由于缺少相关数据，多准则决策技术需要的多个参数条件难以满足，使得研究难以为继的问题。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

步骤1：首先利用DEM数据，提取各种地下水制图的特征因子；

步骤2：根据各因子之间相互影响关系，建立累积影响因子矩阵，用于决定各特征因子之间的权值分配；

步骤3：潜在地下水制图：

将图形统一转换为256级灰度图，根据特征因子和权值分配，采用多准则分析方法，利用ArcGIS中的加权叠加工具，按照下式进行地下水潜在值计算并制作初步结果图：

GPV＝D_l×31％+TWI×23％+Relief×8％+D_D×15％+CI×23％；

步骤4：对初步结果图进行均值滤波，以减少、过滤噪声信息，然后根据自然断点法进行分级分类，将初步结果图分为四个等级：非常好潜在区域、好的潜在区域、中等潜在区域、差的潜在区域。

本发明的有益效果是采用比较容易获取的DEM数据作为单一数据源，提取潜在地下水分布相关特征因子，进行潜在地下水分布建模。验证结果显示模型有比较高的成功率。

附图说明

图1是研究区线性地质断裂特征提取结果及其风向玫瑰图；

图2是线性地质断裂分布密度图；

图3是研究区坡度分布图；

图4是研究区坡度累计百分比分布曲线；

图5是CI计算示意图；