山洪災(zāi)害調(diào)查與評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)處理探析

朱菲

（遼寧省水利水電科學(xué)研究院，遼寧沈陽(yáng) 110003）

全國(guó)山洪災(zāi)害調(diào)查項(xiàng)目覆蓋2 058個(gè)縣的山洪災(zāi)害防治區(qū)，以小流域?yàn)閱卧_(kāi)展山洪災(zāi)害基本情況、小流域基本特征、水文、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等情況的調(diào)查，綜合分析沿河村落、集鎮(zhèn)和城鎮(zhèn)的現(xiàn)狀防洪能力，以自然村為單元?jiǎng)澐治ｋU(xiǎn)區(qū)，科學(xué)確定預(yù)警指標(biāo)和閾值[1]。項(xiàng)目主要依托于兩個(gè)應(yīng)用軟件平臺(tái)，一個(gè)是山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)采集終端，一個(gè)是山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)審核匯集系統(tǒng)[2]。前者是山洪數(shù)據(jù)填報(bào)、標(biāo)繪軟件，后者為數(shù)據(jù)審核、上報(bào)軟件，為及時(shí)準(zhǔn)確預(yù)警和災(zāi)害防御提供基礎(chǔ)支撐。

1 調(diào)查表數(shù)據(jù)填寫(xiě)注意事項(xiàng)

山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)采集終端（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“采集終端”）是國(guó)家統(tǒng)一部署的應(yīng)用軟件，是山洪災(zāi)害屬性數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢(xún)平臺(tái)。山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)主要分內(nèi)業(yè)、外業(yè)調(diào)查及斷面管理三類(lèi)共計(jì)30張表。其中內(nèi)業(yè)表15張，外業(yè)表12張，斷面表3張（如表1所示）。需要注意以下幾點(diǎn)：

1）行政區(qū)區(qū)劃情況表中，同一個(gè)行政村內(nèi)的所有自然村的總?cè)丝谙嗉拥扔诖诵姓宓目側(cè)丝?，同一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)下的行政村總?cè)丝谙嗉拥扔诖肃l(xiāng)鎮(zhèn)的總?cè)丝冢朽l(xiāng)鎮(zhèn)的總?cè)丝谙嗉拥扔谡麄€(gè)縣區(qū)的總?cè)丝??？倯?hù)數(shù)、土地面積、耕地面積同理。

2）行政區(qū)區(qū)劃情況表中，總戶(hù)數(shù)應(yīng)小于總?cè)丝跀?shù)，同一行政級(jí)別總?cè)丝跀?shù)除以總戶(hù)數(shù)，即每戶(hù)平均人數(shù)應(yīng)該在合理范圍內(nèi)。

3）行政區(qū)區(qū)劃情況表中，土地面積應(yīng)大于耕地面積，土地面積單位為平方公里，耕地面積單位為畝。在出現(xiàn)不合理數(shù)據(jù)時(shí)，極有可能是填報(bào)人員把單位弄錯(cuò)。

4）行政區(qū)區(qū)劃情況表中，防治情況分為非防治區(qū)、防治區(qū)、重點(diǎn)防治區(qū)三類(lèi)，除自然村行政區(qū)劃級(jí)別的按要求選擇三者之一外，其他行政區(qū)劃級(jí)別的均為非防治區(qū)。即使行政村以下的所有自然村都是防治區(qū)或者重點(diǎn)防治區(qū)，這個(gè)行政村的防治情況也應(yīng)該選擇非防治區(qū)，否則會(huì)錯(cuò)誤地增加統(tǒng)計(jì)表中防治區(qū)或重點(diǎn)防治區(qū)的數(shù)量[4]。

5）外業(yè)表包括兩部分?jǐn)?shù)據(jù)：一部分是內(nèi)業(yè)表已經(jīng)填報(bào)的數(shù)據(jù)；另一部分是需要外業(yè)再次調(diào)查后填報(bào)的數(shù)據(jù)。外業(yè)表的填報(bào)需從采集終端導(dǎo)出excel表，填報(bào)完成后再導(dǎo)入采集終端。在這個(gè)過(guò)程中，如果修改部分內(nèi)業(yè)已經(jīng)填報(bào)的數(shù)據(jù)，會(huì)使內(nèi)業(yè)表和外業(yè)表相同字段下數(shù)據(jù)不一致，導(dǎo)致采集終端內(nèi)、外業(yè)表出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)亂，也會(huì)影響匯總表的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

6）采集終端多媒體數(shù)據(jù)即表1中需要照相的圖片數(shù)據(jù)，尺寸要求為800×600像素。一個(gè)縣區(qū)照片數(shù)量往往超過(guò)萬(wàn)張，且由于多組人員同時(shí)作業(yè)，相機(jī)參數(shù)設(shè)置不盡相同，導(dǎo)致照片規(guī)格也會(huì)不同?？梢栽趯?dǎo)入采集終端前期或后期，利用JPEG Resizer軟件將所有照片批量修改成800×600像素尺寸。

7）在圖形數(shù)據(jù)標(biāo)繪時(shí)，危險(xiǎn)區(qū)應(yīng)在居民地輪廓范圍內(nèi)。

8）安置點(diǎn)位置應(yīng)不在危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)。

9）轉(zhuǎn)移路線(xiàn)不能自相交。

2 安置點(diǎn)及轉(zhuǎn)移路線(xiàn)批量編碼的方法

安置點(diǎn)與轉(zhuǎn)移路線(xiàn)編碼相對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)做法是在采集終端中，將轉(zhuǎn)移路線(xiàn)的編碼復(fù)制粘貼到其所指向的安置點(diǎn)下“轉(zhuǎn)移路線(xiàn)編碼”數(shù)據(jù)框中。但由于安置點(diǎn)的數(shù)目較多，所以單一形式的復(fù)制粘貼操作較為繁瑣，也容易漏填。地理信息系統(tǒng)（GIS）是專(zhuān)用于地理空間信息處理和管理的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)，可系統(tǒng)高效地實(shí)現(xiàn)山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作[5]。利用ArcGIS軟件，以采集終端根目錄下的安置點(diǎn)和轉(zhuǎn)移路線(xiàn)SHP文件為數(shù)據(jù)源，以安置點(diǎn)為圓心，以一定長(zhǎng)度為半徑建立緩沖區(qū)，連接安置點(diǎn)和轉(zhuǎn)移路線(xiàn)，并將轉(zhuǎn)移路線(xiàn)編碼字段賦值給對(duì)應(yīng)的安置點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)安置點(diǎn)與轉(zhuǎn)移路線(xiàn)編碼字段批量賦值。具體操作步驟如下：

1）在采集終端找到相應(yīng)的PLACEMENT(安置點(diǎn))和TRANSFER（轉(zhuǎn)移路線(xiàn)）兩個(gè)SHP文件，并加載到ArcMap軟件中。在安置點(diǎn)的屬性表中，字段PID和ZPID分別表示安置點(diǎn)的編碼和與安置點(diǎn)連接的轉(zhuǎn)移路線(xiàn)編碼。在轉(zhuǎn)移路線(xiàn)的屬性表中，字段PID表示轉(zhuǎn)移路線(xiàn)編碼。利用“分析工具-鄰域分析-緩沖區(qū)”建立安置點(diǎn)緩沖區(qū)，目的是將安置點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移路線(xiàn)間接連接上，解決人工標(biāo)繪的過(guò)程中，兩者未必完全連接的問(wèn)題[6]。距離現(xiàn)行單位可以根據(jù)安置點(diǎn)與轉(zhuǎn)移路線(xiàn)標(biāo)繪精度來(lái)設(shè)置，這里定為50 m。

2）利用“分析工具-疊加分析-空間鏈接”將轉(zhuǎn)移路線(xiàn)鏈接到安置點(diǎn)緩沖區(qū)上，輸出要素命名為“安置點(diǎn)50m_spatialuoin”，連接操作默認(rèn)為“join_one_to_one”。

3）右鍵點(diǎn)擊PLACEMENT(安置點(diǎn))選擇“連接和關(guān)聯(lián)-連接”，選擇該圖層中連接將基于的字段名稱(chēng)為PID，選擇要連接到此圖層的表為“安置點(diǎn)50m_spatialuoin”，驗(yàn)證連接。

表1 山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)表

4）打開(kāi)PLACEMENT(安置點(diǎn))屬性表，右鍵點(diǎn)擊ZPID字段選擇字段計(jì)算器。使用“VB腳本”操作，計(jì)算規(guī)則為“PLACEMENT.ZPID=安置點(diǎn)50m_SPATIALJOIN.ZPID”。至此，安置點(diǎn)屬性中轉(zhuǎn)移路線(xiàn)編碼的字段將被賦予與以安置點(diǎn)為圓心，半徑為50 m緩沖區(qū)相交的轉(zhuǎn)移路線(xiàn)的編碼，實(shí)現(xiàn)了安置點(diǎn)批量加入轉(zhuǎn)移路線(xiàn)編碼的操作，準(zhǔn)確高效。

3 檢查糾錯(cuò)

在采集終端標(biāo)繪過(guò)程中，很多空間數(shù)據(jù)由于人為原因造成邏輯上的錯(cuò)誤，比如危險(xiǎn)區(qū)不在居民地輪廓內(nèi)、危險(xiǎn)區(qū)與其他危險(xiǎn)區(qū)相交、轉(zhuǎn)移路線(xiàn)自相交等，這些問(wèn)題是審核軟件無(wú)法審核出來(lái)的，依賴(lài)于傳統(tǒng)人工審核的方式，只能在采集終端地圖中將檢查對(duì)象放大，沿著轉(zhuǎn)移路線(xiàn)、危險(xiǎn)區(qū)、居民地輪廓邊緣逐一細(xì)致排查，消耗大量的人力，效率較低。然而，利用ArcGIS軟件對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)要素以一定規(guī)則進(jìn)行拓?fù)?，可以有效地解決這一問(wèn)題。

在拓?fù)渲埃枰獙⒉杉K端安裝目錄下TRANSFER（轉(zhuǎn)移路線(xiàn)）、DANAD（危險(xiǎn)區(qū)）、FZ?CLK（居民地輪廓）的SHP文件加載到ArcMap軟件中，并在對(duì)應(yīng)目錄下建立文件地理數(shù)據(jù)庫(kù)、要素?cái)?shù)據(jù)集，再導(dǎo)入TRANSFER（轉(zhuǎn)移路線(xiàn)）、DANAD（危險(xiǎn)區(qū)）、FZCLK（居民地輪廓）的SHP文件，在數(shù)據(jù)集里進(jìn)行數(shù)據(jù)拓?fù)洹?/p>

3.1 危險(xiǎn)區(qū)出錯(cuò)拓?fù)浞椒?/h3>

在要素?cái)?shù)據(jù)集下新建拓?fù)?，要素?lèi)選擇DAN?AD（危險(xiǎn)區(qū)）和FZCLK（居民地輪廓），并添加兩項(xiàng)規(guī)則，包括DANAD不能重疊和DANAD必須被FZCLK要素覆蓋。通過(guò)驗(yàn)證，將生成的拓?fù)渫献У綀D層中，紅色區(qū)域?yàn)槲ｋU(xiǎn)區(qū)相交以及危險(xiǎn)區(qū)不在居民地輪廓的數(shù)據(jù)類(lèi)型，黃色區(qū)域?yàn)榫用竦剌喞?，綠色區(qū)域?yàn)槲ｋU(xiǎn)區(qū)。通過(guò)編輯工具選擇，可以看到一共有四塊危險(xiǎn)區(qū)，其PIN(危險(xiǎn)區(qū)編碼)分別為2110050010030002C00S、2110050010030002C00p、2110050010030002C00q、 2110050010030002C00r。紅色區(qū)域從左至右，第一、三、五區(qū)域?yàn)槲ｋU(xiǎn)區(qū)相交的錯(cuò)誤，第二、四、六區(qū)域?yàn)槲ｋU(xiǎn)區(qū)超出居民地輪廓區(qū)域的錯(cuò)誤。修改錯(cuò)誤可以在ArcMap軟件上直接修改后替換采集終端軟件目錄下DANAD和FZ?CLK兩個(gè)SHP文件，也可以利用顯示的危險(xiǎn)區(qū)編碼（PIN）在采集終端里查找對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行修改或者重新標(biāo)繪[7]。這樣，有效地解決了數(shù)據(jù)審核匯集系統(tǒng)無(wú)法審核出來(lái)這類(lèi)邏輯錯(cuò)誤的問(wèn)題。

3.2 轉(zhuǎn)移路線(xiàn)自相交拓?fù)浞椒?/h3>

與危險(xiǎn)區(qū)不在居民地輪廓內(nèi)、危險(xiǎn)區(qū)與其他危險(xiǎn)區(qū)相交拓?fù)浞椒ㄍ?，選擇要參與的要素類(lèi)為T(mén)RANSFER，添加規(guī)則為不能自重疊和不能自相交兩項(xiàng)。將拓?fù)浼虞d到地圖上，轉(zhuǎn)移路線(xiàn)自相交的點(diǎn)將以紅色圓點(diǎn)顯示，轉(zhuǎn)移路線(xiàn)為藍(lán)色線(xiàn)。此錯(cuò)誤同樣可以在ArcGIS軟件上修改，也可以在采集終端上修改。

4 結(jié)語(yǔ)

遼寧省是全國(guó)山洪災(zāi)害較為嚴(yán)重的省份之一。山洪災(zāi)害調(diào)查與評(píng)價(jià)作為遼寧省防汛抗旱工作的一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，主要依托于山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)采集終端和山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)審核匯集系統(tǒng)這兩個(gè)平臺(tái)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)信息的收集、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)和分析。通過(guò)介紹實(shí)際運(yùn)用中的工作經(jīng)驗(yàn)和注意事項(xiàng)，為廣大水利工作者提供參考和指導(dǎo)。通過(guò)利用ArcGIS軟件，對(duì)采集終端各縣區(qū)的數(shù)據(jù)表格和多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可大大提升數(shù)據(jù)審核匯集系統(tǒng)的準(zhǔn)確性以及數(shù)據(jù)填報(bào)人員的工作效率。對(duì)于已有山洪災(zāi)害大數(shù)據(jù)信息的分析和運(yùn)用將是下一步工作的重點(diǎn)。匯總省、市兩級(jí)的山洪災(zāi)害數(shù)據(jù)，與DEM高程數(shù)據(jù)結(jié)合形成洪水動(dòng)態(tài)演進(jìn)和淹沒(méi)預(yù)報(bào)模型，可根據(jù)降雨量數(shù)據(jù)及時(shí)通知危險(xiǎn)區(qū)居民按照轉(zhuǎn)移路線(xiàn)轉(zhuǎn)移到最近的安置點(diǎn)。同時(shí)，可以將山洪災(zāi)害數(shù)據(jù)與已有水利普查數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)等其他專(zhuān)項(xiàng)的水利數(shù)據(jù)相結(jié)合，建立一個(gè)統(tǒng)一、完善的水利數(shù)據(jù)平臺(tái)，為山洪災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)以及科學(xué)決策提供有力的數(shù)據(jù)支撐。對(duì)減輕山洪災(zāi)害的損失具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

［參 考 文 獻(xiàn)］

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