河南省洪澇災害調查及數據處理分析

朱恒槺，李虎星，袁燦

（1.河南省水利科學研究院，河南 鄭州 450003；2.河南省水利工程安全技術重點實驗室，河南 鄭州 450003）

0 前言

河南省地跨長江、黃河、淮河和海河四大流域，下墊面條件復雜多樣，再加上降雨時空分布不均，尤其是在廣大農村基層地區防汛預報預警體系不完整，在汛期常遭受洪澇災害的侵襲，給人民群眾的人身和財產安全帶來雙重威脅。為貫徹落實國家關于加快災后水利薄弱環節建設的總要求，在前期洪水風險圖項目的基礎上，著重補齊農村基層減災救災體系的短板，河南省定于2018-2020三個年度分批次對全省66個平原縣系統地開展防汛預報預警體系建設，建設的首要工作就是要進行洪澇災害相關基礎資料的收集，該項工作是通過進行洪澇災害的調查和進一步的數據分析處理得以完成的。

通過開展洪澇災害內業調查及數據處理，對現有的各類數據信息進行歸納整理，結合外業調查的相關成果，經過進一步的數據加工，形成一套標準統一、完整規范的洪澇災害調查數據成果，為接下來的洪澇災害分析評價工作提供數據支撐。

1 洪澇災害調查主要內容

洪澇災害調查主要是指以縣級行政區為實施單位，以行政村為基本單元，收集各個平原縣的基本行政區劃資料、企事業單位基本信息、社會經濟資料、水文地質氣象資料，統計歷史洪澇災害發生情況、洪澇災害分布范圍資料，調查受洪澇災害威脅的村莊的人數、戶數、房屋數、耕地面積等資料，收集整理平原河網區中小河流現狀防洪能力和相關防洪工程的設計防洪標準，走訪調研統計洪澇災害區域內涉水工程（堤防、水庫、路涵等）的防洪資料。按照內業和外業調查相結合的調查方式，共需填寫13 張調查表格，其中有的表格信息需要上圖標繪和現場拍照，如表1所示。

表1 洪澇災害調查表格匯總表

2 調查表填寫的注意事項

①行政區劃名錄表是按照市縣—鄉鎮—行政村—自然村分級進行統計的，由外業調查人員通過現場調查進行數據的輸入，上級審核部門在進行數據審核匯集時，要注意填報的單位和數值對應情況。比如行政區劃的面積單位要求是平方千米，篩選出誤填成平方米的，又如一個行政村內的所有自然村總面積應該等于其行政村總面積，一個鄉鎮內所有行政村的土地面積之和應該等于其鄉鎮總面積，一個縣域內所有鄉鎮總面積應該等于其縣域總面積，相應的人口總數、總戶數、耕地面積也應滿足此對應關系。②在數據填報過程中，應避免一些明顯的數據不符現象。比如同一層級人口總數應大于總戶數大小，且總人數除以總戶數大小即每戶人數應該在合理區間內；同一層級土地總面積應大于耕地總面積大小；鄉鎮的土地面積和人口數大小應該大于村總面積和人口數。③行政區劃表中低洼易澇和外洪威脅類型的填報應附有相應的地理坐標值（比如經緯度），方便下一步進行名錄的檢驗和確認。④縣（市）社會經濟基本情況統計表應參照各縣統計部門《縣(市)社會經濟基本情況統計報表制度》統計報表或各縣（市）統計年鑒進行填寫。⑤需要通過外業調查填寫的表有可能是空表，也有可能是內業已經填報部分內容還需要補充的表，應提前進行甄別，避免重復數據的收集整理，提高工作效率。應及時將現場采集終端設備可以將采集到的數據導出至Excel表，然后進行外業表的數據填報。⑥有些調查表需要配套現場照片，一個縣域范圍內可能需要上千張照片，而外業現場拍照往往是多組人員共同進行拍攝，相機參數和類型會有差異，成片質量往往不統一，因此需要在后期將各相片分辨率統一處理，做到調查成果的一致性。⑦在數據標繪時，低洼易澇和外紅威脅洪水威脅點應在危險區范圍內，甚至在居民區附近，應根據地形科學劃分出的居民轉移路線，這些路線不能自相交。

3 外洪威脅和低洼易澇名錄的制作

需要準備的數據源包括：河南省66各縣行政區劃面矢量、上報自然村點矢量、中小河流線矢量、2013-2015 年洪水風險圖20 年一遇洪水淹沒圖（大于0.50 m）面矢量，以上數據的投影坐標均處理成CGCS2000 坐標系。認為外洪威脅村落為中小河流左右岸外擴1 km 的村落，低洼易澇村落為洪水風險圖成果20年一遇淹沒深度大于0.50 m范圍的沿河村落。具體操作步驟如下：①通過添加XY經緯度的方法導出上報的自然村點矢量1，對于上報的自然村點矢量1 數據的屬性表中新增三個字段：是否為低洼易澇（短整型）、是否為外洪威脅（短整型）、外洪威脅河流（文本），結果為上報的自然村點矢量2。②加載中小河流線矢量，通過ArcToolbox—分析工具—鄰域分析—緩沖區分析，緩沖距離選擇1 km，生成中小河流左右岸1 km緩沖區。③加載2013-15洪水風險圖20年一遇成果，篩選淹沒深度0.50 m以上的淹沒面，得到低洼易澇區域。④打開上報的自然村點矢量2屬性表，選擇按照空間位置分別連接中小河流左右岸1 km緩沖區和低洼易澇區域，生成外洪威脅-自然村連接表和低洼易澇-自然村連接表。⑤外洪威脅-自然村連接表對應有河流名稱的說明該自然村點落在1 km 緩沖區范圍內，將是否為外洪威脅字段通過柵格計算器工具賦值為1，代表受外洪威脅影響，外洪威脅河流字段添加對應河流名稱，生成外洪威脅-自然村連接表2；低洼易澇-自然村連接表對應有淹沒深度地說明該自然村點落在低洼易澇區域，將是否為低洼易澇字段賦值為1，代表受低洼易澇影響，生成低洼易澇-自然村連接表2。⑥自然村屬性表中aid 字段為行政區劃編號，具有唯一標識性，通過屬性表連接按照屬性字段連接（選擇aid字段）連接上報自然村點矢量2和外洪威脅-自然村連接表2，將是否為外洪威脅字段和外洪威脅河流字段批量賦值，生成上報自然村點矢量3；同理再連接上報自然村點矢量3和低洼易澇-自然村連接表2，將是否為低洼易澇字段批量賦值，生成上報自然村點矢量4，將屬性表導出至dbf文件，在Excel中打開，將結果與填報內容進行合并得到最終的低洼易澇村落和外洪威脅村落名錄。低洼易澇村落和外洪威脅村落名錄制作流程見圖1。

圖1 低洼易澇村落和外洪威脅村落名錄制作流程圖

4 中小河流現狀防洪能力的確定

中小河流堤防的防洪能力大小事關沿河村落居民的人身和財產安全，且調查需要填寫中小河流現狀防洪能力調查表，表中涉及到行政區劃名稱、對應河流名稱、是否有堤防、控制斷面防洪能力等內容，單方面地進行沿河村落、河流、堤防的關聯不直觀且不好統計，借助ArcGIS 從地理空間距離的角度進行數據的處理，最終成功填寫此表。具體實現步驟如下：①通過選擇XY 路徑（X 選經度，Y 選緯度）添加最終名錄里的外洪威脅村落點矢量；添加中小河流線矢量；添加堤防線矢量。②對外洪威脅村落點矢量和中小河流線矢量進行鄰域分析，通過ArcGIS 中Arctoolbox—分析工具—鄰域分析—生成近鄰表（僅查找最鄰近元素），認為距離外洪威脅村落最近的河流為其外洪威脅河流。③對外洪威脅村落點矢量和堤防線矢量進行鄰域分析，生成村落堤防近鄰表；④認為外洪威脅村落與堤防線矢量最鄰近距離小于其與河流線矢量最鄰近距離的河流是有堤防的，大于地是沒有堤防的，且補上其現狀防洪能力信息；⑤對村落河流近鄰表和上報的外洪威脅村落表、中小河流表進行空間連接，完成中小河流現狀防洪能力調查表的填寫。中小河流防洪現狀能力調查表填寫流程見圖2。

圖2 中小河流防洪現狀能力調查表填寫流程圖

5 結語

結合在實際工作中遇到的問題提出的具體解決方法，提出在洪澇災害調查表填寫的過程中的注意事項，并借助ArcGIS軟件針對低洼易澇村落、外洪威脅村落名錄的制作、中小河流防洪能力調查表的填寫提出一套可行的數據處理方法。對洪澇災害調查數據進行處理，形成包括表格數據、對象標繪圖層數據、多媒體文件在內的數據成果，建立多種數據成果間的關聯關系，并按照省、市、流域進行相關數據匯總處理，為全國其他省份進行此項工作提供參照。