ArcGIS在水利水电工程移民安置规划设计中的应用

胡玉龙，徐小芳，姜小青

（江苏省工程勘测研究院有限责任公司，江苏 扬州 225002）

ArcGIS是GIS体系化应用系统，其中包含地理分析、地图视觉化、数据库等功能，能够对空间信息进行处理和分析，直观显示、编辑、发布信息。在当前水利水电工程中，ArcGIS技术的应用前景十分广阔，因此有必要创新ArcGIS的数据库、空间定位、空间分析等技术，进而提升移民安置规划设计的效率和质量。

1 水利水电工程移民安置规划设计中ArcGIS技术的应用价值

GIS又称地理信息系统，主要利用遥感技术、计算科学技术、地理学、地图学等理论内容，发挥查询、输入、存储、显示等功能的计算机系统[1]。ArcGIS技术可以显示、查询、编辑地理数据，构建完整的数据处理框架，具备空间分析、数据建模、二次开发的功能。ArcGIS技术的核心是地理信息，需要在明确对象地理方位的前提下找寻相关数据，分析、查询、处理数据信息。

水利水电工程中移民安置设计规划的主要工作内容包含调查实物数据、确定影响范围、规划设计影响对象、保护环境、水库库底清淤等。因此，在移民安置设计规划中，设计人员应科学设置工程影响范围，明确工程和对象的位置关系，借助ArcGIS技术实现多领域的衔接。依托ArcGIS的地理属性、空间定位、数据库、空间分析等功能，完成移民专业的安置设计、移民影响分析等工作，优化规划设计和实物调查质量[2]。

2 水利水电工程移民安置规划设计中ArcGIS技术的具体应用

2.1 在调查工作中的应用

水利水电移民安置规划设计阶段，调查工作主要包含对工业企业、城镇、农村、专业项目进行实际调查，调查的内容分为对象等级、数量、影响度、具体位置，主要收集、分析、应用地理信息，具体应用内容包含以下三方面。

（1）土地调查。传统土地调查主要借助AutoCAD工具划分图斑，明确面积、土地类型、权属结构。由于水利水电工程占地面积较大，当出现设计变更或需要开展大面积调查工作时，会增加调查工作量，出现操作错误问题，产生调查误差。ArcGIS技术可借助数据库创新土地调查方式，科学分类数据，准确、快速地引出管理数据。其中，ArcGIS矢量数据库需要在收集数据前定义信息的种类，如利用点格类型数据标记并存储明显的标志物，通过线格数据明确土地界限，借助面格类数据存储宗地图斑，并明确占地类型、地类、权属、土地证件号等数据，进而模拟实际土地环境，便于规划设计移民安置内容。同时，利用ArcGIS数据库可以帮助工作人员结合查询功能，统计、筛选、定位占地数据，将其应用于设计、规划、实施阶段。例如，当设计人员在查询工程永久占地宗地数量和位置时，输入“select sum(shapearea) from data where‘工程种类’=‘水电站名称’and‘地类名称’=‘地类名称’”，能够实现查询与定位功能，同时记录地理等级、土地权属等信息，为后续工程投资补偿工作提供技术支持。

（2）专项设施调查。专项设施包含输变电、电信等光缆架空类设施。线杆极易受到水利水电工程施工的影响，同时会因水库被淹没而转移，影响杆线的可追溯性和定位的准确性。专项设施经常出现同杆异线情况，需要加强对线缆的追测能力和定位水平提升[3]。借助相关软件处理技术，将位置数据存储至数据库，调整为KML格式，便于直观得出项目具体位置图，并为设计人员制订复建计划提供数据资料。此外，可以利用ArcGIS技术采集专项设施具体的位置数据，借助程序找寻地图档案中的表格文件，分析多个地图间的联动关系，再输出供打印的图片。

（3）房屋调查。借助ArcGIS技术，可以在系统内部存储调查数据、地理信息、影像数据、房屋位置图，实现影像、数据、位置模块的结合。基于GIS构建房屋矢量分布图，明确房屋面积、结构、户主等信息。矢量数据库的优势在于能够提升位置的清晰度。当房屋调查结束后，可以结合工程设计情况，借助矢量图明确水利水电工程对于房屋建设的影响。此外，可以利用ArcGIS数据库收集并长期保留现场房屋调查影响视频和图片，明确房屋位置并进行可视化展示。

2.2 界定移民影响区间

其一，构建DEM模型明确淹没区间。水利水电工程中，可以依据水库调节、河道洪水等形式，分析淹没主体的耐淹度、重要程度，针对不同主体设置洪水位。例如，园地耕地设计位置在20%～50%，农村居民区为5%～10%。借助ArcGIS技术中三维模式收集高程点中数据，构建三角不规则TIN网，发挥数字DEM高程模型功能[4]。其二，完成行政区划。依托ArcGIS技术能够将移民资源数据、地理空间数据相融合，获取空间信息数据，实现信息收集、分析处理价值。筛选行政区划范围，将多个行政区划绘制在CAD软件中，可减少对外调查任务量，提升调查成果的准确性。

2.3 在移民信息系统中的应用

（1）数据查询模块。构建移民信息系统能够处理和查询相关信息，其中包含移民区域内的土地类型、淹没区、调查数据、设施影响等内容。利用ArcGIS数据库，可将移民数据和空间数据充分结合，有效发挥移民系统中数据处理能力。借助查询功能可以获取淹没实物数据，统计用地和房屋数据，全面查询数据明细。例如，若某户主房屋或用地（包含鱼塘、旱地、水田等）被淹没，工作人员可在查询窗口输入淹没对象的具体指标，开展查询工作。此外，空间分析过程可以分析环境容量、完成土地分类、计算安置人口，为居民点和安置点的规划设计提供支持，提升移民规划安置的效率，突出规划成果的直观性。借助ArcGIS技术能够科学分析特定区域中移民可使用土地资源、待安置的移民量，进而定位可供安置的区域位置，制订水利水电工程移民安置计划。此外，移民信息系统可以借助图形查询的功能，实现表达式、专题属性、单一主体查询工作。通过在查询窗口输入条件语句，寻找相对应的地图对象，如输水布置图、枢纽设计图、淹没范围图等，系统地图可以自主跳转至目标区域，并通过高亮颜色直观显示查询位置。工作人员点击该位置能够获取更加详细的属性数据，或者点击图斑得到对应属性值。

（2）移民设计分析模块。移民分析设计能够指导和规划移民过程，进而为现场提供可靠和真实的信息数据。其中，ArcGIS技术可以应用于移民信息系统中，显示系统实际运行过程和状态。依据ArcGIS技术的具体要求，针对数据参数实现多功能分析和整理，可提升信息分析和处理的质量与效率。例如，分析安置区土地容量、水库淹没情况、安置人口规划和计算等内容。其中，水库淹没分析需要依据对象区域或高程，统计并分析该区域内土地淹没面积，同时按照土地的实际分类依次显示具体内容。安置区域的土地容量分析过程如下：在设计移民搬迁计划时，科学设置移民安置规划，明确安置手段和去向，为水利水电工程建设提供决策支持。移民管理信息系统的功能包含以下内容：其一，管理标准图件、数据、图片。其二，评价功能。完成数据输入、调查统计、分析输出和汇总工作。例如，输入影像视频、航拍照片，录入房屋、人口数据，分析并输出关于移民工作的调查数据结果。其三，分析阶段。计算具体移民安置人口，借助ArcGIS技术得出安置人口计算表，输出生活安置结果；分析环境容量和安置点，从而获取基础数据资料和文件资料，实现信息保存、输入、编辑；分析安置规划决策，通过汇总调查结果和数据，明确移民安置规划的具体投资、方案内容，预测移民完成后的区域生活、生产水平，并针对设计变更和后续工程结果进行统计，发挥评估和监督管理功能，为移民主管部门提供跟踪决策。

（3）空间分析模块。空间分析是开展移民专业研究工作的核心，在该模块中可以借助ArcGIS技术发挥空间分析功能，从而完成三维建模，得出对应图形，如目标区域的淹没范围图、断面图、坡向图、坡度图等内容；又如在影像上规划特定路线中的断面信息、结合数字地面模型直观显示区域淹没图。

（4）三维分析模块。借助ArcGIS技术能够发挥三维显示和分析功能，利用相关分析软件使地形图、水库航拍、淹没区域图片转变为DEM影像，进而模拟实际的三维场景，实现三维显示、漫游、洪水淹没、断面分析等工作。以淹没分析工作为例，可以依托ArcGIS技术进行空间分析，借助地面高程模型、不同高程位置构建淹没模型图，直观展示多种水位淹没情况，科学对比水位淹没状态的差异性。同时，可以结合设计模型、区域地形地貌构建三维模型，实现移民安置点的可视化设计和展示。

（5）地图控制模块。借助地图能够结合真实的移民信息进行决策指导，避免水利水电施工阶段存在抢建问题。依托ArcGIS技术的地图控制单元能够独立使用，或者向其他区域拓展，形成复杂的信息控制系统。移民信息处理系统中包含mxd文件、栅格数据、shapefile图片式文件、layer文件等资料，系统可以输入并处理上述文件。结合ArcGIS技术完成的地图操作内容包含三维模型分析、地图量算、地图直观显示。例如，借助地图浏览、加载功能，完成图片缩小、放大、全屏操作[5]。

3 结论

当前，ArcGIS技术能够向三维建模、空间数据分析、二次开发领域拓展，因此今后可以借助ArcGIS信息系统，构建相对独立的移民信息平台，实现信息分析、查询、建模的统一化和一体化，为水利水电工程移民安置规划设计中实际调查、设计规划、区间划分、系统构建、评价工作提供经验和技术支持。