基于ArcGIS的輸電線路通道清理數(shù)據(jù)庫建設(shè)研究

北京洛斯科技發(fā)展有限公司 喻忠偉 周高偉 張 棟 陳 永 吳紅玲

隨著我國經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等邁進新的臺階，對電力的需求日益增大，輸電線路的建設(shè)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(tài)環(huán)境、控制工程造價、保證建設(shè)工期的首要任務(wù)。同時輸電線路通道清理工作也面臨著各種挑戰(zhàn)：輸電線路通道清理工作內(nèi)容多、協(xié)調(diào)難度大；輸電線路工程建設(shè)涉及的房屋拆遷、林木砍伐、三線遷改等，只有同物主協(xié)商或取得行政主管部門的批準后方可實施；工程設(shè)計單位在線路設(shè)計階段進行現(xiàn)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(xiàn)地表附屬物變更等現(xiàn)象[1]。

通道清理工作是輸電線路工程開工建設(shè)的基礎(chǔ)，為充分利用輸電線路通道清理現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使決策部門能夠掌握通道清理數(shù)據(jù)的變化情況，通道清理數(shù)據(jù)的分類、屬性賦值工作就顯得緊迫而必要。

數(shù)據(jù)庫是以特定的數(shù)據(jù)存儲形式存儲相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合，為特定目的所服務(wù)的高級數(shù)據(jù)管理形式[2]。ArcGIS 是對數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(yīng)用[3]。ArcGIS 數(shù)據(jù)庫是地理要素的特征集，具有空間、屬性甚至?xí)r間上的信息特征，需要不同的結(jié)構(gòu)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(huán)境，不僅可按照屬性編輯和表現(xiàn)圖形，而且可以直接繪制和生成要素數(shù)據(jù)[4]。另一方面ArcGIS 能以可視化的操作模式進行數(shù)據(jù)庫建立，是現(xiàn)行地理信息數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫就成了必然選擇[5]。

基于ArcGIS 建立的輸電線路通道清理數(shù)據(jù)庫與相關(guān)輸電線路管理系統(tǒng)對接，能大大提高輸電線路通道清理管理工作的效率，實現(xiàn)通道清理數(shù)據(jù)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(chǔ)保障，為相關(guān)電力建設(shè)、環(huán)境影響評價、電力安全預(yù)警提供堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和科學(xué)有效的決策依據(jù)。

1 通道清理數(shù)據(jù)庫的建立

1.1 技術(shù)路線

輸電線路通道清理數(shù)據(jù)庫的技術(shù)路線是建庫實施的基本前提，建立通道清理數(shù)據(jù)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(xiàn)數(shù)據(jù)的分析、檢索，這樣的數(shù)據(jù)庫可方便查詢閑置通道清理對象的位置及其他相關(guān)屬性，凸顯數(shù)據(jù)庫的實用性。

輸電線路通道清理數(shù)據(jù)主要包括圖形和屬性數(shù)據(jù)按類別分：基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。省市縣界限、主要路網(wǎng)、大型水系等；通道影像數(shù)據(jù)。主要包括衛(wèi)片影像、可研設(shè)計階段影像等；通道清理數(shù)據(jù)。主要包括房屋拆遷數(shù)據(jù)、林木拆遷數(shù)據(jù)、廠房工礦拆遷、桿塔占地數(shù)據(jù)等；工程設(shè)計數(shù)據(jù)。主要包括線路坐標、包段標段等；其他相關(guān)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(fù)等階段照片，各階段協(xié)議文件，相關(guān)政府文件等。在ArcGIS 中將通道清理數(shù)據(jù)矢量化，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫（圖1）。

圖1 技術(shù)路線圖

1.2 處理方法

1.2.1 數(shù)據(jù)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(jīng)緯度（B、L、H）數(shù)據(jù)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(yīng)的X、Y 字段，將桿塔號展繪到點shape 文件中。用ArcToolbox 中轉(zhuǎn)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(wèi)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(shù)據(jù)準確性。

1.2.2 數(shù)據(jù)矢量化

主要包括房屋拆遷、林木砍伐、工礦企業(yè)、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(yè)的矢量化是對照收集的房屋分布圖，結(jié)合影像數(shù)據(jù)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(qū)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(qū)生成shape 面文件，檔間砍伐介和林木砍伐明細表，找到對應(yīng)的桿塔區(qū)間位置，結(jié)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(diào)繪信息轉(zhuǎn)繪對應(yīng)的位置。桿塔占地數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)賦值

數(shù)據(jù)矢量化后需要錄入各要素屬性值，歸屬省、市、縣可利用基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫省市縣界線，統(tǒng)賦對應(yīng)的編碼。其他數(shù)據(jù)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(guān)聯(lián)的shape 文件選擇Joins and Relates->join…，從EXCEL 中關(guān)聯(lián)屬性信息賦值。不能統(tǒng)一賦值或者屬性關(guān)聯(lián)賦值的要手動檢查賦值。

房屋拆遷應(yīng)添加的屬性值的字段名稱、字段類型、字段長度、內(nèi)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，F(xiàn)loat，20，房屋占地面積；院落總面積，F(xiàn)loat，20，房屋院落面積；樓層數(shù)，F(xiàn)loat，10，/；房屋性質(zhì)，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(shè)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(tài)，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(nèi)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，F(xiàn)loat，10，/；實際生長高度，F(xiàn)loat，10，/；砍伐面積，F(xiàn)loat，10，/；砍伐棵數(shù)，Int，10，/；一級林地，TXT，20，/；設(shè)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(tài)，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(nèi)容說明分別為：編號，TXT，30，按照桿塔號編號；設(shè)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(xiāng)村路等；地址，TXT，10，/；處理措施，TXT，100，/；狀態(tài)，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(nèi)容說明分別為：編號，TXT，30，按照桿塔號編號；設(shè)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，F(xiàn)loat，10，/；地址，TXT，10，/；狀態(tài)，TXT，50，/；備注，TXT，100，其他需要說明的信息。

數(shù)據(jù)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(yīng)，如桿塔N8001——N8002區(qū)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(shù)據(jù)

通道清理過程中還需關(guān)注其他數(shù)據(jù)資料：專項評估文件、補償原則資料、拆遷協(xié)議、入戶調(diào)查信息表等；清理對象照片包括清理前、清理后、跡地恢復(fù)各個階段照片，以桿塔號的編碼規(guī)則統(tǒng)一命名，按類別存放，便于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫。

1.2.5 對接數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

完成屬性數(shù)據(jù)庫和圖形數(shù)據(jù)的錄入后，通過ArcGIS 中ArcToolbox->Conversion Tools->To KML，將shape 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為KML 文件，導(dǎo)入網(wǎng)頁端數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，同時按照編號匹配屬性數(shù)據(jù)和協(xié)議文件等。在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)瀏覽查詢、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的可視化表達，為規(guī)劃決策提供依據(jù)。

2 應(yīng)用實例及結(jié)論

結(jié)合青海省某輸電線路工程，整理從設(shè)計院收集的房屋拆遷協(xié)議、房屋分戶圖、林木砍伐協(xié)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(jié)合設(shè)計階段影像，對拆遷房屋、砍伐林木、三線遷改占地協(xié)調(diào)等進行矢量化處理，錄入對應(yīng)的屬性值。對于圖件數(shù)據(jù)重命名后關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，便于系統(tǒng)調(diào)用。對接到數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，進行查詢展示等。結(jié)果表明，系統(tǒng)應(yīng)用效果很好，數(shù)據(jù)查詢方便，通道清理信息服務(wù)效果好。

建立準確有效的輸電線路通道清理數(shù)據(jù)庫是進行輸電線路通道清理信息數(shù)據(jù)分析、研究的重要基礎(chǔ)，高質(zhì)量的數(shù)據(jù)庫將使ArcGIS 系統(tǒng)的功能得到最大限度的發(fā)揮。輸電線路通道部分，其應(yīng)用功能還需逐步完善，如進一步減少數(shù)據(jù)矢量化過程中人工干預(yù)的程度，提高數(shù)據(jù)動態(tài)更新時圖件資料交互傳遞，系統(tǒng)實時更新等。

隨著社會的發(fā)展，輸電線路建設(shè)也將蓬勃發(fā)展，通道清理數(shù)據(jù)庫發(fā)揮的作用也會越來越大。此外,通道清理信息服務(wù)對象及服務(wù)需求的增加，需要通道清理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的功能進行進一步拓展和完善，包括相應(yīng)軟件系統(tǒng)的更新和維護等，通道清理數(shù)據(jù)庫建設(shè)更新將是一項任重道遠的工作。