鴨綠江流域地理信息檔案構建及應用分析

(丹東市鴨綠江防洪護岸工程建設管理局，遼寧 丹東 118000)

中國河流眾多，僅流域面積超過1000km2的河流就超過1500條，這些河流為地區農業、工業、居民生活提供了大量的水資源。但由于流域內工廠污水的肆意排放，導致當前中國一半以上的河流受到嚴重污染，每年的治污費用高達上千億元。如何降低流域污染損失已成為多地政府面臨的重大經濟問題。而建立河流地理信息檔案則是這一切工作的基礎[1]。

1 流域概況

鴨綠江全長795km，流域面積6.19萬km2，年徑流量327.60億m3。其中鴨綠江丹東段是國家重點風景名勝區，區內有東北地區最大的海上通道—丹東港。鴨綠江是公認的“東北亞生態環境平衡者”，但隨著近年來流域內人類活動的不斷增加，導致其水質情況不容樂觀。有關學者對鴨綠江丹東段水質進行研究，雖然其符合中國地表水Ⅱ類標準，但化學需氧量數值依然偏高。若不加強排污管理，必然影響風景區及港口建設。

2 GIS技術簡介

GIS全稱為地理信息系統，是一門新興的空間信息分析技術，在資源和環境應用領域中發揮著技術先導作用。GIS主要由數據收集、數據管理、結果輸出三部分組成。GIS技術可以有效管理各種資源環境信息，并對其進行快速、重復的分析測試，也可以將數據收集、空間分析、決策過程有效整合，顯著提高管理的科學度、精確度。

目前，GIS技術在農業、林業、土地資源、生態環境、災害預警等方面有著廣泛應用。在河流地理信息檔案構建中，可對洪水災害原因進行分析，動態監測災情，并進行災情評估。在河流污染治理中，可有效監控污染源，并制定相應的緊急應對預案，有效降低損失。

3 鴨綠江流域地理信息檔案的構建

鴨綠江(丹東段)流域地理信息檔案的構建是以GIS技術為開發平臺，面向管理和決策層的可視化信息系統。主要目標包括全面收集鴨綠江(丹東段)流域的監測點位置、水源地、自然保護區、居民區、交通系統等資料，建立鴨綠江(丹東段)流域紙質和電子檔案。

3.1 構建地理信息檔案的框架分析

3.1.1 優化鴨綠江流域檔案信息管理

隨著計算機技術的發展，當前檔案管理的各步驟已趨向于數字化，常用技術包括遙感、GPS、數據收集系統、計算機多媒體網絡等。優化鴨綠江流域檔案信息管理旨在提高相關部門對復雜空間的的分析能力，實現資源的優化配置。

3.1.2 建立突發性災害應急管理體系

污染問題是當前各大河流面臨的主要威脅，鴨綠江一旦被污染，會迅速降低沿河流域價值。傳統監測手段主要依靠環保局下設的監測站點，主要監測對象為城市區域，一旦出現污染問題，較難精確判斷事故點。地理信息檔案可為環保部門提供必要的相關空間信息和屬性信息，提供關鍵點的詳細地圖[2]。

3.2 信息檔案系統的構建

鴨綠江流域地理信息系統將河流屬性數據和空間數據進行一體化管理，可以實現數據查詢與統計(運行流程如圖1所示)。

圖1 電子信息檔案系統工作流程

3.2.1 數據采集

為完成該項目信息系統檔案數據采集工作，相關部門組織四隊技術人員攜帶GPS定位儀、照相器材等設備沿著鴨綠江丹東段兩岸進行實地勘測，收集以下信息：河道及沿岸自然地貌特征；河道水環境信息(匯流、取水、排水位置和特征)；水利工程位置及規模；區域行政劃分及交通情況。

3.2.2 數據庫的建立

在GIS中，首先需要對收集來的數據進行分層，重點考慮以下幾點：數據要有相同的屬性信息；數據的比例尺一致，且有相同的使用目的及方式；不同部門的數據應放入不同的層。鴨綠江數據主要分為：地形地貌、居民區、交通線、水系、其他等五類。

建立數據庫需要利用設備將圖形信息數據化，即轉化為一定結構的數字化圖形。其基本步驟如下：?地圖掃描。將地圖掃描到計算機，保證其變形較小。?利用ArcMap軟件將其數字化。?圖形配準。本項目采用TIC點配準，首先確定標志性物體點，以此展開確定其他位置坐標。多幅數據也可通過公共TIC點進行拼接，其誤差要求不大于3%。?矢量化。質量好的圖像可采用自動跟蹤手段，其他的采用人工跟蹤，可最大化節約時間[3]。

3.2.3 功能模塊建立

鴨綠江地理信息檔案系統主要針對河道兩岸及水環境變化情況，主要功能包括：信息查詢、信息管理、水環境管理、水質監測四大模塊，如圖2所示。

圖2 鴨綠江地理信息檔案系統功能組成

a.信息查詢功能模塊。該模塊包含的查詢工程類型包括：排水口、采砂點、垃圾堆放點等；線工程有主河道、分支河道、防護林等，如圖3所示[4]。終端每次可以同時查詢一個或多個工程信息，根據終端級別(省級、市級、縣級)不同，其查詢的范圍也不同。該系統可提供柱狀、餅狀、線狀等多種統計圖，用戶可根據自身需求查看。

圖3 查詢模塊內的點和線工程

b.信息管理功能模塊。地理信息檔案的信息管理包含兩項功能：瀏覽編輯和圖表自動生成。用戶瀏覽時可對各類點工程和線工程進行查看，也可實時對工程的變化進行編輯，例如：新增或取締的排污口或采砂點等。系統可以根據水環境信息自動生成圖表，實時存到電子檔案之中。用戶可以根據時間來進行查找[5]。

c.水質監測模塊。該項目GIS系統中的水質監測內容包含：監控點布設位置、水質檢測信息收集、水質保護緊急應對等，這些數據會在設置的周期內自動更新和存儲，若出現水質問題會提醒用戶，并提供一些應對措施。

4 地理信息檔案的應用

通過應用GIS技術來建立鴨綠江地理信息檔案，可快速應對緊急污染事故。由于丹東港來往貨輪很多，發生船體碰撞的幾率較大，而原油泄漏對水體污染威脅最大，在此對這種事故進行模擬分析。

事故發生后，應急預案啟動：首先調查組第一時間趕往現場，利用GPS設備定位事故點并上傳到GIS系統；然后技術人員將位置點在電子地圖中標識，輸入泄漏量，之后系統會根據流域實時數據(河水流速、風速、水位等)自動計算出污染體的影響范圍，以此為依據可提前對這些區域采取應對措施[6]。

5 結 語

鴨綠江(丹東段)流域，通過應用GIS技術建立地理信息系統，顯著提高了流域管理的自動化和信息化程度，使管理部門第一時間了解到流域情況，為更好地管理和開發河道提供了海量真實數據，而且大大減輕了測量人員工作量，是數字化河道管理的典范。

[1] 張繡.鴨綠江流域地理信息系統研究[D].沈陽航空工業學院，2007(12).

[2] 梅樹紅，何琪.大數據時代測繪地理信息檔案資源的建設與應用[J].測繪與空間地理信息，2016(5)：46-49.

[3] 李黎，黃雁，沈萍，等.測繪地理信息數字檔案盒技術探討和實現[J].地理空間信息，2015(2)：41-45.

[4] 朱俊崎.淺談測繪地理信息檔案在地理國情監測中的作用[J].南方國土資源，2013(7)：25-28.

[5] 陳仲.航道地理信息數據庫的設計與研究[D].重慶交通大學，2009(4).

[6] 曹雪峰.地圖檔案信息化建設研究[D].黑龍江大學，2015(4).