一、VIC模型介紹

VIC模型是由Washington大學(xué)、California 大學(xué)Berkely分校以及Princeton大學(xué)的研究者基于Wood等人的思想共同研制出的大尺度分布式水文模型（陸面過程模型+匯流模型）

模型特征：

①VIC模型是一種基于SVATS ( Soil Vegetation Atmospheric Transfer Schemes)思想的空間分布網(wǎng)格化的大尺度分布式水文模型，易于氣候模式嵌套；

②具有很強的物理基礎(chǔ)，能夠考慮天氣、土壤性質(zhì)、地形、植被的綜合作用，同時能夠靈活處理各種復(fù)雜應(yīng)用條件；

③VIC模型同時進行陸-氣間能量平衡和水量平衡的模擬，通過匯流模型將網(wǎng)格上的徑流深轉(zhuǎn)化成流域出口斷面的流量過程，該模型彌補了傳統(tǒng)水文模型對熱量過程描述的不足；

④輸入變量易于獲取，最少的氣象驅(qū)動數(shù)據(jù)為最大最小氣溫和降水，土壤和植被參數(shù)與其他陸面過程基本一致，易獲得；

⑤適合于長時間尺度的水文循環(huán)和物質(zhì)循環(huán)研究；

⑥開源代碼，易于做模型的改進與發(fā)展。

二、VIC模型所用軟件

ArcGIS軟件（Arcmap）：處理空間數(shù)據(jù)

Cygwin：Windows下的虛擬Linux操作系統(tǒng)，用于模型程序的編譯及模型的運行

Visual c++：用于一些數(shù)據(jù)處理的程序編譯和運行

Editplus：易于看txt文件和程序

三、VIC模型操作流程

步驟一：研究流域的提取

步驟：數(shù)據(jù)獲取-拼接-填洼-流向-流量-創(chuàng)建水文站點-捕捉傾瀉點-分水嶺/集水區(qū)

軟件：ArcGIS Pro

1.DEM數(shù)據(jù)獲取：地理空間數(shù)據(jù)云（SRTMDEM 90M分辨率原始高程數(shù)據(jù)）

2.DEM數(shù)據(jù)拼接：鑲嵌至新柵格

這里要注意設(shè)置像素類型，否則可能出現(xiàn)拼接錯誤，導(dǎo)致后續(xù)結(jié)果出現(xiàn)問題

參考：ArcGIS從兩個DEM數(shù)據(jù)鑲嵌結(jié)果錯誤說起 - https://zhuanlan.zhihu.com/p/30718925

3.填洼：Spatial Analys工具水文分析-填洼 Fill

注意：在運行環(huán)境中設(shè)置并行處理因子，將里面的值設(shè)置為“0”

4.流向分析：Spatial Analys工具水文分析-流向 Flowdirection

注意：在運行環(huán)境中設(shè)置并行處理因子，將里面的值設(shè)置為“0”

流向柵格數(shù)據(jù)是以2的n次方來標(biāo)記8個方向的，在沒有匯的情況下，其數(shù)值一定是2的n次方。輸入一個無凹陷點的DEM（填洼后），進行流向分析，在默認(rèn)情況下會自動的給定流向柵格8個方位不同的顏色進行渲染。

如果流向中出現(xiàn)的不是【1，2，4，8，16，32，64，128】這樣的值，而是一個連續(xù)像元值的結(jié)果，其實質(zhì)是產(chǎn)生了8個方向以外的數(shù)值，如下圖所示，就一定要對DEM做填洼操作，不然整個分析結(jié)果都會存在錯誤。

5.計算流量：Spatial Analys工具水文分析-流量 Flowaccumulation

注意：在運行環(huán)境中設(shè)置并行處理因子，將里面的值設(shè)置為“0”

在ArcGIS軟件中，這個流量柵格并不是水文學(xué)意義上的河流流量，與水文站實測的數(shù)據(jù)是兩個完全不同意義的名詞。這里的流量指的是有多少個格子的水流匯流到某一點上，是一個空間范圍概念。如果要轉(zhuǎn)換為水文學(xué)上的術(shù)語，以水文站為例，那就是該水文站對應(yīng)的上游集水區(qū)面積。ArcGIS的流量統(tǒng)計是需要流向柵格進行參考的，其統(tǒng)計原理如下圖：

參考：ArcGIS水文分析實戰(zhàn)教程（5）細說流向與流量-https://blog.csdn.net/liyuanxiang1984/article/details/73863609

6.確定水文站所在的位置

①創(chuàng)建水文站點矢量文件（設(shè)置存儲位置、名稱、類型、坐標(biāo)系）

②采用矢量文件編輯功能Editor，創(chuàng)建水文站點，右鍵選中站點設(shè)置坐標(biāo)（X，Y）

③移動水文站點位置，結(jié)合流量分析的圖，確保站點在河流水系上

（這里手動移位后經(jīng)緯度就對不上了，但看所有教程都如此，只能盡量減小差異吧）

④保存站點矢量文件

7.確定流域水文出口：Spatial Analys工具水文分析-捕捉傾瀉點?SnapPourPoint?

8.提取某水文站控制斷面以上流域：Spatial Analys工具水文分析-分水嶺 Watershed（ArcGIS Pro中是集水區(qū)）

注意：在運行環(huán)境中設(shè)置并行處理因子，將里面的值設(shè)置為“0”

學(xué)習(xí)參考視頻：

總結(jié)：兩天時間，終于學(xué)會VIC模型步驟一（研究流域的提?。?，期間每解決一個問題前進一步都非常有成就感（其實都不是什么難題，我基礎(chǔ)比較差）。得出的經(jīng)驗就是，在整個操作過程中，如果運行環(huán)境中有需要設(shè)置并行處理因子的，一定要記得設(shè)置為“0”，否則出來的結(jié)果是錯誤的，我因為這個問題，所有步驟重新做了好幾遍??！反正在處理過程中，如果每個步驟地理處理運行很快的話，可能就是出現(xiàn)問題了，一定要檢查下結(jié)果是否正確，正常情況下，填洼、流向、流量、集水區(qū)處理都很慢。

遺留問題：我的研究區(qū)需要劃分好幾個區(qū)域進行研究，VIC模型好像不可以先將流域劃分再進行后續(xù)處理，多個點集水區(qū)處理出圖很奇怪，這個問題我還沒整明白，得再研究學(xué)習(xí)一下，目前想法是每個點分開進行集水區(qū)處理。