ArcGIS在水利水電工程移民安置規劃設計中的應用

胡玉龍，徐小芳，姜小青

（江蘇省工程勘測研究院有限責任公司，江蘇 揚州 225002）

ArcGIS是GIS體系化應用系統，其中包含地理分析、地圖視覺化、數據庫等功能，能夠對空間信息進行處理和分析，直觀顯示、編輯、發布信息。在當前水利水電工程中，ArcGIS技術的應用前景十分廣闊，因此有必要創新ArcGIS的數據庫、空間定位、空間分析等技術，進而提升移民安置規劃設計的效率和質量。

1 水利水電工程移民安置規劃設計中ArcGIS技術的應用價值

GIS又稱地理信息系統，主要利用遙感技術、計算科學技術、地理學、地圖學等理論內容，發揮查詢、輸入、存儲、顯示等功能的計算機系統[1]。ArcGIS技術可以顯示、查詢、編輯地理數據，構建完整的數據處理框架，具備空間分析、數據建模、二次開發的功能。ArcGIS技術的核心是地理信息，需要在明確對象地理方位的前提下找尋相關數據，分析、查詢、處理數據信息。

水利水電工程中移民安置設計規劃的主要工作內容包含調查實物數據、確定影響范圍、規劃設計影響對象、保護環境、水庫庫底清淤等。因此，在移民安置設計規劃中，設計人員應科學設置工程影響范圍，明確工程和對象的位置關系，借助ArcGIS技術實現多領域的銜接。依托ArcGIS的地理屬性、空間定位、數據庫、空間分析等功能，完成移民專業的安置設計、移民影響分析等工作，優化規劃設計和實物調查質量[2]。

2 水利水電工程移民安置規劃設計中ArcGIS技術的具體應用

2.1 在調查工作中的應用

水利水電移民安置規劃設計階段，調查工作主要包含對工業企業、城鎮、農村、專業項目進行實際調查，調查的內容分為對象等級、數量、影響度、具體位置，主要收集、分析、應用地理信息，具體應用內容包含以下三方面。

（1）土地調查。傳統土地調查主要借助AutoCAD工具劃分圖斑，明確面積、土地類型、權屬結構。由于水利水電工程占地面積較大，當出現設計變更或需要開展大面積調查工作時，會增加調查工作量，出現操作錯誤問題，產生調查誤差。ArcGIS技術可借助數據庫創新土地調查方式，科學分類數據，準確、快速地引出管理數據。其中，ArcGIS矢量數據庫需要在收集數據前定義信息的種類，如利用點格類型數據標記并存儲明顯的標志物，通過線格數據明確土地界限，借助面格類數據存儲宗地圖斑，并明確占地類型、地類、權屬、土地證件號等數據，進而模擬實際土地環境，便于規劃設計移民安置內容。同時，利用ArcGIS數據庫可以幫助工作人員結合查詢功能，統計、篩選、定位占地數據，將其應用于設計、規劃、實施階段。例如，當設計人員在查詢工程永久占地宗地數量和位置時，輸入“select sum(shapearea) from data where‘工程種類’=‘水電站名稱’and‘地類名稱’=‘地類名稱’”，能夠實現查詢與定位功能，同時記錄地理等級、土地權屬等信息，為后續工程投資補償工作提供技術支持。

（2）專項設施調查。專項設施包含輸變電、電信等光纜架空類設施。線桿極易受到水利水電工程施工的影響，同時會因水庫被淹沒而轉移，影響桿線的可追溯性和定位的準確性。專項設施經常出現同桿異線情況，需要加強對線纜的追測能力和定位水平提升[3]。借助相關軟件處理技術，將位置數據存儲至數據庫，調整為KML格式，便于直觀得出項目具體位置圖，并為設計人員制訂復建計劃提供數據資料。此外，可以利用ArcGIS技術采集專項設施具體的位置數據，借助程序找尋地圖檔案中的表格文件，分析多個地圖間的聯動關系，再輸出供打印的圖片。

（3）房屋調查。借助ArcGIS技術，可以在系統內部存儲調查數據、地理信息、影像數據、房屋位置圖，實現影像、數據、位置模塊的結合。基于GIS構建房屋矢量分布圖，明確房屋面積、結構、戶主等信息。矢量數據庫的優勢在于能夠提升位置的清晰度。當房屋調查結束后，可以結合工程設計情況，借助矢量圖明確水利水電工程對于房屋建設的影響。此外，可以利用ArcGIS數據庫收集并長期保留現場房屋調查影響視頻和圖片，明確房屋位置并進行可視化展示。

2.2 界定移民影響區間

其一，構建DEM模型明確淹沒區間。水利水電工程中，可以依據水庫調節、河道洪水等形式，分析淹沒主體的耐淹度、重要程度，針對不同主體設置洪水位。例如，園地耕地設計位置在20%～50%，農村居民區為5%～10%。借助ArcGIS技術中三維模式收集高程點中數據，構建三角不規則TIN網，發揮數字DEM高程模型功能[4]。其二，完成行政區劃。依托ArcGIS技術能夠將移民資源數據、地理空間數據相融合，獲取空間信息數據，實現信息收集、分析處理價值。篩選行政區劃范圍，將多個行政區劃繪制在CAD軟件中，可減少對外調查任務量，提升調查成果的準確性。

2.3 在移民信息系統中的應用

（1）數據查詢模塊。構建移民信息系統能夠處理和查詢相關信息，其中包含移民區域內的土地類型、淹沒區、調查數據、設施影響等內容。利用ArcGIS數據庫，可將移民數據和空間數據充分結合，有效發揮移民系統中數據處理能力。借助查詢功能可以獲取淹沒實物數據，統計用地和房屋數據，全面查詢數據明細。例如，若某戶主房屋或用地（包含魚塘、旱地、水田等）被淹沒，工作人員可在查詢窗口輸入淹沒對象的具體指標，開展查詢工作。此外，空間分析過程可以分析環境容量、完成土地分類、計算安置人口，為居民點和安置點的規劃設計提供支持，提升移民規劃安置的效率，突出規劃成果的直觀性。借助ArcGIS技術能夠科學分析特定區域中移民可使用土地資源、待安置的移民量，進而定位可供安置的區域位置，制訂水利水電工程移民安置計劃。此外，移民信息系統可以借助圖形查詢的功能，實現表達式、專題屬性、單一主體查詢工作。通過在查詢窗口輸入條件語句，尋找相對應的地圖對象，如輸水布置圖、樞紐設計圖、淹沒范圍圖等，系統地圖可以自主跳轉至目標區域，并通過高亮顏色直觀顯示查詢位置。工作人員點擊該位置能夠獲取更加詳細的屬性數據，或者點擊圖斑得到對應屬性值。

（2）移民設計分析模塊。移民分析設計能夠指導和規劃移民過程，進而為現場提供可靠和真實的信息數據。其中，ArcGIS技術可以應用于移民信息系統中，顯示系統實際運行過程和狀態。依據ArcGIS技術的具體要求，針對數據參數實現多功能分析和整理，可提升信息分析和處理的質量與效率。例如，分析安置區土地容量、水庫淹沒情況、安置人口規劃和計算等內容。其中，水庫淹沒分析需要依據對象區域或高程，統計并分析該區域內土地淹沒面積，同時按照土地的實際分類依次顯示具體內容。安置區域的土地容量分析過程如下：在設計移民搬遷計劃時，科學設置移民安置規劃，明確安置手段和去向，為水利水電工程建設提供決策支持。移民管理信息系統的功能包含以下內容：其一，管理標準圖件、數據、圖片。其二，評價功能。完成數據輸入、調查統計、分析輸出和匯總工作。例如，輸入影像視頻、航拍照片，錄入房屋、人口數據，分析并輸出關于移民工作的調查數據結果。其三，分析階段。計算具體移民安置人口，借助ArcGIS技術得出安置人口計算表，輸出生活安置結果；分析環境容量和安置點，從而獲取基礎數據資料和文件資料，實現信息保存、輸入、編輯；分析安置規劃決策，通過匯總調查結果和數據，明確移民安置規劃的具體投資、方案內容，預測移民完成后的區域生活、生產水平，并針對設計變更和后續工程結果進行統計，發揮評估和監督管理功能，為移民主管部門提供跟蹤決策。

（3）空間分析模塊。空間分析是開展移民專業研究工作的核心，在該模塊中可以借助ArcGIS技術發揮空間分析功能，從而完成三維建模，得出對應圖形，如目標區域的淹沒范圍圖、斷面圖、坡向圖、坡度圖等內容；又如在影像上規劃特定路線中的斷面信息、結合數字地面模型直觀顯示區域淹沒圖。

（4）三維分析模塊。借助ArcGIS技術能夠發揮三維顯示和分析功能，利用相關分析軟件使地形圖、水庫航拍、淹沒區域圖片轉變為DEM影像，進而模擬實際的三維場景，實現三維顯示、漫游、洪水淹沒、斷面分析等工作。以淹沒分析工作為例，可以依托ArcGIS技術進行空間分析，借助地面高程模型、不同高程位置構建淹沒模型圖，直觀展示多種水位淹沒情況，科學對比水位淹沒狀態的差異性。同時，可以結合設計模型、區域地形地貌構建三維模型，實現移民安置點的可視化設計和展示。

（5）地圖控制模塊。借助地圖能夠結合真實的移民信息進行決策指導，避免水利水電施工階段存在搶建問題。依托ArcGIS技術的地圖控制單元能夠獨立使用，或者向其他區域拓展，形成復雜的信息控制系統。移民信息處理系統中包含mxd文件、柵格數據、shapefile圖片式文件、layer文件等資料，系統可以輸入并處理上述文件。結合ArcGIS技術完成的地圖操作內容包含三維模型分析、地圖量算、地圖直觀顯示。例如，借助地圖瀏覽、加載功能，完成圖片縮小、放大、全屏操作[5]。

3 結論

當前，ArcGIS技術能夠向三維建模、空間數據分析、二次開發領域拓展，因此今后可以借助ArcGIS信息系統，構建相對獨立的移民信息平臺，實現信息分析、查詢、建模的統一化和一體化，為水利水電工程移民安置規劃設計中實際調查、設計規劃、區間劃分、系統構建、評價工作提供經驗和技術支持。