GRASS GIS 下 TOPMODEL 运行

https://grass.osgeo.org/grass72/manuals/r.topmodel.html

名称

r.topmodel

模拟有物理基础的（分布式）水文模型 TOPMODEL

命令概要

r.topmodel

r.topmodel --help

r.topmodel [-p] parameters=name topidxstats=name input=name output=name [timestep=integer][topidxclass=integer] [topidx=name][ntopidxclasses=integer] [outtopidxstats=name][–overwrite] [–help][–verbose] [–quiet][–ui]

标记:

• -p 只进行预处理，并在生成outtopidxstats之后停止
• –overwrite 允许输出文件覆盖已存在文件
• –help 输出使用帮助内容
• –verbose 打印详细的模块输出
• –quiet 安静模式得到模块输出
• –ui 强制启动GUI对话框

参数:

• parameters=name [必须]

  输入的TOPMODEL参数文件名称

• topidxstats=name [必须]

  输入地形索引统计文件（topographic index statistics file）的名称

• input=name [必须]
  输入的降雨量和潜在蒸散发（potential evapotranspiration ）数据文件名称

• output=name [必须]
  输出文件名称
• timestep=integer
  时间步长。为此时间段生成输出
• topidxclass=integer
  地形索引类 Topographic index class
  为此地形索引类生成输出
• topidx=name
  输入的地形索引栅格图的名称。必须剪切到集水边界。用于产生outtopidxstats
• ntopidxclasses=integer
  地形索引类的数量。用于产生outtopidxstats
  默认: 30
• outtopidxstats=name
  输出的地形索引统计文件的名称。 需要topidx和ntopidxclasses

  描述

参数描述

• parameters

  此文件包含描述研究区的 TOPMODEL 参数. 任何以#的行开始或空行被忽略。

  # Subcatchment name 子流域名称 Subcatchment 1 ################################################################################ # A [m^2]: Total subcatchment area 总的子流域面积（平方米） 3.31697E+07 ################################################################################ # qs0 [m/h]: Initial subsurface flow per unit area 单位面积初始地下流量 # "The first streamflow input is assumed to represent # only the subsurface flow contribution in the watershed." # - Liaw (1988) # 0.000075 # lnTe [ln(m^2/h)]: Areal average of the soil surface transmissivity # 土壤表面透射率的面积平均 4. # m [m]: Scaling parameter 缩放参数 0.0125 # Sr0 [m]: Initial root zone storage deficit 0.0025 # Srmax [m]: Maximum root zone storage deficit 0.041 # td [h]: Unsaturated zone time delay per unit storage deficit if greater than 0 # OR # -alpha: Effective vertical hydraulic gradient if not greater than 0. # # For example, -10 means alpha=10. 60. # vch [m/h]: Main channel routing velocity 20000. # vr [m/h]: Internal subcatchment routing velocity 10000. ################################################################################ # infex: Calculate infiltration excess if not zero (integer) 0 # K0 [m/h]: Surface hydraulic conductivity 表面水力传导率 2. # psi [m]: Wetting front suction 0.1 # dtheta: Water content change across the wetting front 0.1 ################################################################################ # d [m]: Distance from the catchment outlet 距离集水口的距离 # The first value should be the mainstream distance from # the subcatchment outlet to the catchment outlet. # 第一个值应该是主流到集水处出口的距离 # Ad_r: 子流域的累积面积比 Cumulative area ratio of subcatchment (0.0 - 1.0) # The first and last values should be 0 and 1, respectively. 第一个和最后一个值分别为0和1。 # d Ad_r 0 0.0 1000 0.2 2000 0.4 3000 0.6 4000 0.8 5000 1.0

• input

  此文件包含天气观测数据.

  # dt [h]: 时间步长 24 ################################################################################ # R [m/dt]: Rainfall 降雨 # Ep [m/dt]: Potential evapotranspiration 潜在蒸散发量 # R Ep 0.000033 0.000000 0.000053 0.011938 0.004821 0.000000 . . .

• timestep

  如果指定了时间步长，则除了出口处的总结和总流量之外，还将为特定时间步长生成输出。该参数可以与topidxclass组合，以同时指定时间步长和地形索引类。如果没有topidxclass给出，输出会为所有的地形指数类生成。

  If a time step is specified, output will be generated for the specific time step in addition to the summary and total flows at the outlet. This parameter can be combined with topidxclass to specify a time step and topographic index class at the same time. If no topidxclass is given, output will be generated for all the topographic index classes.

• toptopidxclass

  如果指定了地形索引类，将为给定的地形索引类生成输出。该参数可以与时间步长组合。如果没有给出时间步长，则将为所有时间步长生成输出。

  If a topographic index class is specified, output will be generated for the given topographic index class. This parameter can be combined with timestep. If no timestep is given, output will be generated for all the time steps.

• topidx, ntoptopidxclasses, outtoptopidxstats

  该topidx地图可以选择用于创建一个新的地形指数统计文件。该地图必须已经剪切到流域边界。地形索引值的整个范围将分为ntoptopidx类，并且每个类的面积比将在outtoptopidxstats文件中报告 。除非需要创建新的topidxstats文件，否则可以省略这三个参数 。

  The topidx map can optionally be used for creating a new topographic index statistics file. This map has to be already clipped to the catchment boundary. The entire range of topographic index values will be divided into ntoptopidxclasses and the area ratio of each class will be reported in the outtoptopidxstats file. These three parameters can be omitted unless a new topidxstats file needs to be created.

参考文献

• Cho, H., 2000. GIS Hydrological Modeling System by Using Programming Interface of GRASS. Master’s Thesis, Department of Civil Engineering, Kyungpook National University, Korea.
• Beven K., R. Lamb, P. Quinn, R. Romanowicz, and J. Freer, 1995. TOPMODEL, in V.P. Singh (Ed.). Computer Models of Watershed Hydrology. Water Resources Publications.
• Liaw, S.C., 1988. Streamflow Simulation Using a Physically Based Hydrologic Model in Humid Forested Watersheds. Dissertation, Colorado State University, CO. p163.

其他内容

r.fill.dir, r.mapcalc, r.topidx

如何运行 r.topmodel

g.region raster=dem # set the region and resolution correctly
r.watershed elevation=dem drainage=drain # Create a drainage(水系) map (drain).don’t need to fill sinks in the elevation map because r.watershed uses a least-cost algorithm. （流域分析）
r.water.outlet input=drain output=basin coord=-109050.647255,1141527.27768 # a watershed boundary map (basin) to define the study area. （流域盆地生成）
r.mask raster=basin # 可选。掩膜
r.topidx input=dem output=topidx # Create a topographic index map (topidx) 地形指数
r.topmodel -p topidx=topidx ntopidxclasses=30 outtopidxstats=topidxstats.txt # Create a topographic index statistics file （topidxstats.txt）
r.topmodel param=params.txt topidxstats=topidxstats.txt input=input.txt output=output.txt # TOPMPDEL模拟。 input.txt contains observed weather data (Rainfall & Potential evapotranspiration)

Calibrating model parameters using R

read and write the parameters file：write params.txt，read output.tx

作者

Huidae Cho, Hydro Laboratory, Kyungpook National University, South Korea

Based on TMOD9502.FOR by Keith Beven.

Last changed: $Date: 2017-03-01 03:45:44 -0800 (Wed, 01 Mar 2017) $

源码

r.topmodel source code (history)