環(huán)評工作中GIS建模方法研究

唐明杰

中國核動力研究設(shè)計院

1 引言

目前地理信息系統(tǒng)已相當(dāng)發(fā)達，地理信息系統(tǒng)提供最新的衛(wèi)星地圖具有很強的時效性，可以直接反應(yīng)項目所在區(qū)域的地形地貌、水資源、土地利用、居民居住區(qū)、工礦企事業(yè)單位、保護文物與自然景觀等自然環(huán)境和社會環(huán)境現(xiàn)狀情況；此外地理信息系統(tǒng)的導(dǎo)航功能也能夠運用于現(xiàn)場踏勘過程，通過預(yù)先設(shè)定目標點，系統(tǒng)可以自動優(yōu)化最短的系統(tǒng)路徑到達所需勘查點，從而提高效率并節(jié)省費用。

運用地理信息系統(tǒng)現(xiàn)場勘查，首先要將工程信息導(dǎo)入地理信息系統(tǒng)，其次運用地理信息系統(tǒng)的導(dǎo)航功能實現(xiàn)現(xiàn)場高效率的勘察。將以上步驟細化分解，確定實施流程為：

圖1 方案實施流程圖

本文以XX 市繞城高速路天然氣高壓輸儲氣管道建設(shè)項目為例，研究項目環(huán)評過程中的GIS建模方法。

2 建模流程

2.1 項目概況

XX市繞城高速路天然氣高壓輸儲氣管道建設(shè)項目，管線全長86.3km，項目屬于XX 市重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，業(yè)主對于環(huán)評工作的質(zhì)量及時間要求均非常高。根據(jù)環(huán)評評價導(dǎo)則要求，該項目評價范圍為管線兩側(cè)各3km 總計517.8km2的帶狀區(qū)域，環(huán)評現(xiàn)場勘查工作量巨大。如此大規(guī)模的市政燃氣管道項目環(huán)評案例在國內(nèi)并不多見，對環(huán)評單位而言該項目環(huán)評編制工作是一項艱巨的考驗。

2.2 建模路線確定

圖2 工程建模方案確定路線

Google earth 軟件中的模型對象為kmz 或者kml 格式的地理信息，軟件信息導(dǎo)入模塊可以直接識別kmz或者kml格式的地理信息并導(dǎo)入。由于建設(shè)單位提供給環(huán)評單位的工程信息為可行性研究報告，工程圖紙資料一般為cad 圖紙，均不能直接被Google earth 識別并導(dǎo)入。故將工程對象模型化的方法放在Google earth軟件中手動生成kmz或者kml格式的地理信息上。

Google earth 軟件支持手動生成kmz或者kml格式的地理信息。但由于工程信息較多，在缺乏精確GPS 經(jīng)緯度坐標的情況下，無法實現(xiàn)工程信息的手動精確導(dǎo)入。故要實現(xiàn)手動生產(chǎn)kmz或者kml，必須滿足精確性的要求。

通過研究Google earth 軟件信息導(dǎo)入模塊發(fā)現(xiàn)，該軟件同時支持圖片導(dǎo)入。圖片導(dǎo)入可以實現(xiàn)將工程信息轉(zhuǎn)入Google earth軟件，雖然導(dǎo)入圖片無法建立模型，但可以為手動生產(chǎn)kmz或者kml提供參照，從而解決手動生產(chǎn)kmz或者kml的精確性問題，從而實現(xiàn)在Google earth軟件內(nèi)建立工程模型。

故將工程對象模型化的路線初步確定為：導(dǎo)入圖片格式的工程信息（為手動生產(chǎn)kmz或者kml提供參照），參照導(dǎo)入的工程圖片手動生產(chǎn)kmz或者kml格式的工程模型。

2.3 工程可研信息處理

工程可研報告提供工程資料包括cad格式的管線走向圖，為此需將cad 線路走向圖轉(zhuǎn)化為圖片。由于工可提供線路走向圖不僅包含工程信息，一般還包含地形及規(guī)劃等信息，需要將上述不需要的信息進行處理后在進行轉(zhuǎn)換，否則導(dǎo)入圖片信息太多，會影響參照的精確性。故一般采取方式為在cad 中關(guān)閉線路走向外的所有圖層。由于導(dǎo)入圖層需要和實際地理位置一一對應(yīng)才能提供參照，因此除保留線路走向圖層外，還需要選取一些比較明顯的標志性地點，以便于將導(dǎo)入圖像調(diào)整到和實際地理位置對應(yīng)。

本次處理采取關(guān)閉除管線走向外的所有圖層。在保留參照物選取方面，從東南西北四個方向分別選取4座立交橋作為參照物。處理后的圖片信息見圖3、圖4。

圖3 可研管線走向圖

圖4 處理后的圖片信息

2.4 工程建模操作

（1）處理后的工程圖片信息導(dǎo)入。導(dǎo)入圖片步驟為：添加→新建圖像疊加圖層→鏈接對話框選取處理后的工程圖片→調(diào)整透明度為50%（方便和參照點對應(yīng)）。

（2）圖片調(diào)整。通過圖片角度、位置及大小調(diào)整按鈕，將圖片上選取的4個參照點和衛(wèi)星地圖里面的實際點位調(diào)整到對應(yīng)。當(dāng)圖片預(yù)留參照點和實際地理位置對應(yīng)后，工程位置就實現(xiàn)了和實際位置對應(yīng)。

（3）在導(dǎo)入工程圖片信息的參照下手動生產(chǎn)工程模型。步驟：由于參照已經(jīng)與實際地理位置一一對應(yīng)，將導(dǎo)入圖片透明度從50%改為不透明，然后動用新建路徑在圖片上臨摹，路勁添加完畢后可將導(dǎo)入圖片設(shè)置為全透明。

圖5 GIS工程模型

2.5 模型精度分析

通過導(dǎo)入圖片功能輸入非地理信息的工程信息，然后在導(dǎo)入工程圖片提供的參照下手動生產(chǎn)工程模型，成功的實現(xiàn)了將可研單位提供的非地理信息資料轉(zhuǎn)換為軟件識別的地理信息模型。

通過項目在Google earth 中模擬勘查與現(xiàn)場實際勘查對比可知，該方式輸入的模型實現(xiàn)了與實際地理坐標對應(yīng)，滿足模型精度要求。Google earth軟件的衛(wèi)星地圖、查詢、測量等功能完全可以得到環(huán)評勘查所需要的信息。通過在軟件中模擬查詢可以預(yù)先甄別重要勘查點，縮小勘查范圍，使現(xiàn)場勘查更具針對性，提高實際勘查的效率。

3 結(jié)束語

文以XX 城市燃氣有限責(zé)任公司繞城高速路天然氣高壓輸儲氣管道建設(shè)項目GIS建模過程為例，研究了一套合理可行滿足環(huán)評工作需要的GIS模型建立方法，具有很強的適用性，可推廣運用。