基于ArcGIS的輸電線路通道清理數據庫建設研究

北京洛斯科技發展有限公司 喻忠偉 周高偉 張 棟 陳 永 吳紅玲

隨著我國經濟社會的迅速發展，工業、農業、服務業等邁進新的臺階，對電力的需求日益增大，輸電線路的建設也越來越廣泛。開展輸電線路通道清理工作，成為減小社會影響、保護生態環境、控制工程造價、保證建設工期的首要任務。同時輸電線路通道清理工作也面臨著各種挑戰：輸電線路通道清理工作內容多、協調難度大；輸電線路工程建設涉及的房屋拆遷、林木砍伐、三線遷改等，只有同物主協商或取得行政主管部門的批準后方可實施；工程設計單位在線路設計階段進行現場房屋測量、林木勘測，距正式開工尚有一段時間，由于時間跨度長，可能出現地表附屬物變更等現象[1]。

通道清理工作是輸電線路工程開工建設的基礎，為充分利用輸電線路通道清理現狀調查的基礎數據，使決策部門能夠掌握通道清理數據的變化情況，通道清理數據的分類、屬性賦值工作就顯得緊迫而必要。

數據庫是以特定的數據存儲形式存儲相關聯的數據的集合，為特定目的所服務的高級數據管理形式[2]。ArcGIS 是對數據進行建立、編輯、瀏覽、查詢以及分析的地理信息軟件，包含ArcMAP 模塊、ArcToolbox 模塊等，在數據采集與管理、可視化查詢分析以及高級制圖等方面有著廣泛的應用[3]。ArcGIS 數據庫是地理要素的特征集，具有空間、屬性甚至時間上的信息特征，需要不同的結構來表達各種特征的信息。ArcGIS 也提供了一體化的、完整的地圖繪制、顯示、編輯和輸出的集成環境，不僅可按照屬性編輯和表現圖形，而且可以直接繪制和生成要素數據[4]。另一方面ArcGIS 能以可視化的操作模式進行數據庫建立，是現行地理信息數據庫主流建庫軟件之一，因此基于ArcGIS 建立輸電線路通道清理數據庫就成了必然選擇[5]。

基于ArcGIS 建立的輸電線路通道清理數據庫與相關輸電線路管理系統對接，能大大提高輸電線路通道清理管理工作的效率，實現通道清理數據可視化展示，實時掌握通道清理進度情況，為輸電線線路維護管理和安全運行提供有力的基礎保障，為相關電力建設、環境影響評價、電力安全預警提供堅實的數據基礎和科學有效的決策依據。

1 通道清理數據庫的建立

1.1 技術路線

輸電線路通道清理數據庫的技術路線是建庫實施的基本前提，建立通道清理數據庫需要不同階段正射影像圖，將全部通道清理對象矢量化，并賦予所需要的屬性字段，通過對屬性的操作來實現數據的分析、檢索，這樣的數據庫可方便查詢閑置通道清理對象的位置及其他相關屬性，凸顯數據庫的實用性。

輸電線路通道清理數據主要包括圖形和屬性數據按類別分：基礎地理信息數據。省市縣界限、主要路網、大型水系等；通道影像數據。主要包括衛片影像、可研設計階段影像等；通道清理數據。主要包括房屋拆遷數據、林木拆遷數據、廠房工礦拆遷、桿塔占地數據等；工程設計數據。主要包括線路坐標、包段標段等；其他相關資料。主要包括房屋拆遷前、拆遷中、拆遷后照片，林木砍伐前、砍伐后、跡地恢復等階段照片，各階段協議文件，相關政府文件等。在ArcGIS 中將通道清理數據矢量化，構建數據庫（圖1）。

圖1 技術路線圖

1.2 處理方法

1.2.1 數據準備

收集可研階段WGS-84坐標系正射影像加載到ArcMAP 中。將桿塔坐標經緯度（B、L、H）數據整理成“ID X Y”TXT 格式文件，利用ArcMap中“Add XY Data” 命 令， 在點屬性表中“X Field”、“Y Field”分別選擇對應的X、Y 字段，將桿塔號展繪到點shape 文件中。用ArcToolbox 中轉換工具，將桿塔點文件生成線，得到桿塔路徑線shape 文件。將桿塔點和輸電線路徑疊加到影像上，檢查有無出航帶路徑，如有出航帶可下載Level 19級衛片代替。同時可檢查輸電線路桿塔號有無明顯不合理處、是否有缺失等，保證數據準確性。

1.2.2 數據矢量化

主要包括房屋拆遷、林木砍伐、工礦企業、桿塔占地、三線遷改、其他障礙物等信息的矢量化。拆遷房屋和工礦企業的矢量化是對照收集的房屋分布圖，結合影像數據和路徑，畫出需要拆除的房屋，在ArcMAP 模塊中表示為shape 面文件。林木砍伐區分為塔基砍伐和檔間砍伐，塔基砍伐按照實際砍伐情況在塔位中心點做緩沖區生成shape 面文件，檔間砍伐介和林木砍伐明細表，找到對應的桿塔區間位置，結合底圖影像畫出shape 面文件。三線遷改主要涉及35kV 等電力線、通信線、輸油等管線、道路等的矢量化，在影像底圖上可以判讀的直接畫出shape 線文件，或收集調繪信息轉繪對應的位置。桿塔占地數據直接利用桿塔shape 點文件，添加占地面積屬性值即可。

1.2.3 屬性數據賦值

數據矢量化后需要錄入各要素屬性值，歸屬省、市、縣可利用基礎地理數據庫省市縣界線，統賦對應的編碼。其他數據可以利用Excel 錄入屬性值，利用編號（如房屋編號、林木編號等）在ArcGIS需要關聯的shape 文件選擇Joins and Relates->join…，從EXCEL 中關聯屬性信息賦值。不能統一賦值或者屬性關聯賦值的要手動檢查賦值。

房屋拆遷應添加的屬性值的字段名稱、字段類型、字段長度、內容說明分別為：編號，TXT，30，按照桿塔號編號；房屋所有人，TXT，50，房屋所有人姓名；房屋總面積，Float，20，房屋占地面積；院落總面積，Float，20，房屋院落面積；樓層數，Float，10，/；房屋性質，TXT，20，磚、混、鋼、砼等；房屋類型，TXT，20，民房、廠房、其他；房屋用途，TXT，20，主房、輔房、其他；設計包，TXT，20，所屬包段信息；施工標，TXT，20，所屬標段信息；地址，TXT，100，房屋所在地；狀態，TXT，50，已拆遷等；備注，TXT，100，其他需要說明的信息。

林木砍伐需添加的屬性值的字段名稱、字段類型、字段長度、內容說明分別為：編號，TXT，30，按照桿塔號編號；樹種，TXT，20，/；自然生長高度，Float，10，/；實際生長高度，Float，10，/；砍伐面積，Float，10，/；砍伐棵數，Int，10，/；一級林地，TXT，20，/；設計包，TXT，20，所屬包段信息；施工標，TXT，20，所屬標段信息；地址，TXT，100，砍伐林木所在地；狀態，TXT，50，未砍伐等；備注，TXT，100，其他需要說明的信息。

三線遷改需添加的屬性值的字段名稱、字段類型、字段長度、內容說明分別為：編號，TXT，30，按照桿塔號編號；設計包，TXT，20，所屬包段信息；施工標，TXT，20，所屬標段信息；類型，TXT，50，電力線、管線、鄉村路等；地址，TXT，10，/；處理措施，TXT，100，/；狀態，TXT，100，待遷改、完成遷改等；備注，TXT，100，其他需要說明的信息。

桿塔占地需添加的屬性值的字段名稱、字段類型、字段長度、內容說明分別為：編號，TXT，30，按照桿塔號編號；設計包，TXT，20，所屬包段信息；施工標，TXT，20，所屬標段信息；占地面積，Float，10，/；地址，TXT，10，/；狀態，TXT，50，/；備注，TXT，100，其他需要說明的信息。

數據矢量化過程中要確保和收資信息的一致性，編號可保持和桿塔號相對應，如桿塔N8001——N8002區間的拆遷房屋按照FN8001-1、FN8001-2……依次命名，林木按照LMN8001-1、LMN8001-2……依次命名，確保不同地物編號的唯一性，便于錯誤檢查等。對于收資不完整屬性不能完整錄入的，或其他要特別說明的情況等，在備注欄注明詳細情況，便于后期核查。

1.2.4 圖件數據

通道清理過程中還需關注其他數據資料：專項評估文件、補償原則資料、拆遷協議、入戶調查信息表等；清理對象照片包括清理前、清理后、跡地恢復各個階段照片，以桿塔號的編碼規則統一命名，按類別存放，便于關聯數據庫。

1.2.5 對接數據管理系統

完成屬性數據庫和圖形數據的錄入后，通過ArcGIS 中ArcToolbox->Conversion Tools->To KML，將shape 數據轉為KML 文件，導入網頁端數據庫管理系統，同時按照編號匹配屬性數據和協議文件等。在數據庫管理系統中實現數據瀏覽查詢、數據更新、數據統計等功能，實現海量數據的可視化表達，為規劃決策提供依據。

2 應用實例及結論

結合青海省某輸電線路工程，整理從設計院收集的房屋拆遷協議、房屋分戶圖、林木砍伐協議、林木砍伐明細表、三線遷改說明文件等，對已有資料進行分類梳理。結合設計階段影像，對拆遷房屋、砍伐林木、三線遷改占地協調等進行矢量化處理，錄入對應的屬性值。對于圖件數據重命名后關聯數據庫，便于系統調用。對接到數據庫管理系統，進行查詢展示等。結果表明，系統應用效果很好，數據查詢方便，通道清理信息服務效果好。

建立準確有效的輸電線路通道清理數據庫是進行輸電線路通道清理信息數據分析、研究的重要基礎，高質量的數據庫將使ArcGIS 系統的功能得到最大限度的發揮。輸電線路通道部分，其應用功能還需逐步完善，如進一步減少數據矢量化過程中人工干預的程度，提高數據動態更新時圖件資料交互傳遞，系統實時更新等。

隨著社會的發展，輸電線路建設也將蓬勃發展，通道清理數據庫發揮的作用也會越來越大。此外,通道清理信息服務對象及服務需求的增加，需要通道清理數據庫系統的功能進行進一步拓展和完善，包括相應軟件系統的更新和維護等，通道清理數據庫建設更新將是一項任重道遠的工作。