利用Qgis进行WRF中土地利用数据的替换

一、地形数据来源：MCD12Q1_V006

1.1数据介绍：

MODIS三级数据土地覆盖类型产品（Land Cover data）是根据一年的Terra和Aqua观测所得的数据经过处理，描述土地覆盖的类型，分辨率为500m。该土地覆盖数据集中包含了17个主要土地覆盖类型，根据国际地圈生物圈计划（IGBP），其中包括11个自然植被类型，3个土地开发和镶嵌的地类和3个非草木土地类型定义类。

（1）土地覆盖分类1：IGBP的全球植被分类方案

（2）土地覆盖分类2：美国马里兰大学（UMD格式）方案

（3）土地覆盖分类3：基于MODIS叶面积指数/光合有效辐射方案

（4）土地覆盖分类4：基于MODIS衍生净初级生产力（NPP）方案

（5）土地覆盖分类5：植物功能型（肺功能）方案

MCD12Q1是HDF格式的，各值代表植被分类方案如下：

• 1常绿针叶林，树冠高于2m，覆盖度>60%
• 2常绿阔叶林
• 3落叶针叶林
• 4落叶阔叶林
• 5混合林，针叶阔叶在40-60%之间，树冠高>2米，覆盖度>60%
• 6茂盛的灌木，覆盖度>60%
• 7稀疏的灌木，覆盖度10-60%
• 8有林草原，具有草本和其它林下系统的土地，树覆盖度30-60%，树冠高大于2m
• 9稀树草原，具有草本和其它林下系统的土地，树木覆盖度10-30%，树冠高大于2m
• 10草地，草高<2米
• 11永久性湿地，30-60%的水域，植被>10%
• 12农田，60%以上耕地
• 13城市和建成区，至少30%的不透水面，包含建筑材料、沥青路面、车辆等
• 14农田/自然植被混合区域，较小块的耕地，有40-60%的部分是树木和草本植物
• 15永久性积雪，60%以上区域，一年10个月以上被积雪覆盖
• 16荒地，60%以上区域无植被覆盖，植被覆盖度低于10%
• 17水域，60%以上的水域

 1.2使用数据：此文中以2015年数据为例（Ptpe_landcover_2015_mosaic.hdf）。

二、Qgis处理HDF数据为100m分辨率的GTif数据（WGS84地理投影）

2.1导入土地利用栅格数据（图1中raster路径导入）和研究区域矢量数据（图1中vector路径导入）。

 图1

2.2裁剪raster数据

在搜索栏中输入：clip raster by mask layer，或者在菜单栏raster-extraction中找到clip raster by mask layer。记得修改临时路径为你的工作路径，或者将临时文件另外输出并存储到合适位置，我一般习惯第二种，可以顺便观察命令是否成功。

 2.3影像重投影

在搜索栏中输入： raster projection 找到wrap，输入目标投影，将degree替换为m。

 2.4重采集

在搜索栏中输入：resample，选择r.resample，在region cellsize中设置为100。查看输出文件属性中的pixel cell。

2.5再进行一次投影转换

在搜索栏中输入： raster projection 找到wrap，输入WGS84地理投影，将m替换为degree。

2.6GTif转换为二进制格式

在搜索栏中输入：translate 找到translate(convert format)。 将converted另存为.bil格式。输出三个文件xxx.bil，xxx.bil.aux.xml，xxx.hdr。

 2.7应用高分辨率土地利用数据到WRF中

参考：应用高精度地形数据到WRF中（ASTER,SRTM）-专业气象研究-气象家园_气象人自己的家园

1. 首先读取hdr文件中的内容，帮助建立index头文件。

   BYTEORDER      I LAYOUT         BIL NROWS          42313 NCOLS          91312 NBANDS         1 NBITS          8 BANDROWBYTES   91312 TOTALROWBYTES  91312 PIXELTYPE      UNSIGNEDINT ULXMAP         57.1633725740298 ULYMAP         57.6401073579702 XDIM           0.00109891405965262 YDIM           0.0010989140596507 NODATA         255

2. 查阅GEOGRID.TBL中index option的含义。https://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user_guide_v4/v4.2/users_guide_chap3html#_Description_of_GEOGRID.TBL

type = continuous
category_min=1
category_max=17
projection = regular_ll
dx = 0.001098914
dy = 0.001098914
known_x = 1.0
known_y = 1.0
known_lat = 35.000
known_lon = 114.000
wordsize = 1
tile_bdr= 3
tile_x = 91312
tile_y = 42313
tile_z = 1
row_order = top_bottom
missing_value = 255
units = "category"
mminlu="MODIFIED_IGBP_MODIS_NOAH"
description = "MODIS land use IGBP 17 with 100m res"

        3.在WPS/geogrid/中设置GEOGRID.TBL。

将生成好的二进制数据文件和索引文件存入同一个文件夹中，将该文件夹存放至WRF静态数据文件夹WPS_GEOG中，并命名为modis_100m_2015。

然后再修改WPS/geogrid/文件夹下的GEOGRID.TBL文件。在该文件LANDUSEF类别后增加以下三个内容：

landmask_water = modis_100m_2015：17

interp_option = modis_100m_2015:nearest_neighbor

rel_path = modis_100m_2015:modis_100m_2015/

 4.namelist.wps中应用

更改完GEOGRID.TBL文件后，再编写namelist.wps，在geogrid分类下的geog_data_res写为自定义的标识名（modis_100m_2015）即可。