摘要：目前的地質(zhì)環(huán)境與災(zāi)害數(shù)據(jù)大多是MapGIS格式的圖形文件而未建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，圖形與屬性分開存放使數(shù)據(jù)利用效率很低且難以管理，導(dǎo)致付出大量勞動(dòng)而取得的成果無法在地災(zāi)防治工作中發(fā)揮它應(yīng)有的作用。而ArcGIS可將圖屬關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)，同時(shí)具有強(qiáng)大的空間分析與建模等功能，基于此建立地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)庫(kù)，勢(shì)必會(huì)極大的提高數(shù)據(jù)的利用和管理效率，這樣既促進(jìn)了地質(zhì)環(huán)境信息化的推進(jìn)，又能為地災(zāi)日常管理、防治工作發(fā)揮重大作用。

關(guān)鍵詞：GIS；地質(zhì)災(zāi)害；數(shù)據(jù)處理；空間數(shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類號(hào)：P642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1、引言

隨著地質(zhì)災(zāi)害普查、詳查、十有縣建設(shè)等項(xiàng)目的開展與推進(jìn)，地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)量以幾何級(jí)數(shù)海量增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的管理模式和應(yīng)用方式越發(fā)凸顯不足。筆者通過對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的分析與整理、轉(zhuǎn)換與入庫(kù)等，建立基于ArcGIS平臺(tái)的縣級(jí)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)信息化、科學(xué)化的管理與應(yīng)用。

2、數(shù)據(jù)現(xiàn)狀及數(shù)據(jù)預(yù)處理

2.1 數(shù)據(jù)現(xiàn)狀分析

鎮(zhèn)安縣1：5萬地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查數(shù)據(jù)內(nèi)容豐富且現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)。圖形數(shù)據(jù)全部是在MapGIS6.7軟件下采集或處理而成的WT、WL、WP圖層，災(zāi)害點(diǎn)、地質(zhì)環(huán)境點(diǎn)等全部屬性信息則單獨(dú)存放在Access數(shù)據(jù)庫(kù)中。對(duì)災(zāi)點(diǎn)查詢、分類統(tǒng)計(jì)、分析及數(shù)據(jù)管理等操作步驟繁雜或難以實(shí)現(xiàn)，嚴(yán)重影響了工作效率?；贏rcGIS平臺(tái)可將影像、圖形與屬性關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)在同一數(shù)據(jù)庫(kù)中，勢(shì)必能提高地災(zāi)防治工作的效率。

2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理及格式轉(zhuǎn)換

由于兩平臺(tái)所支持的數(shù)據(jù)類型與結(jié)構(gòu)不同，在建庫(kù)前期需要對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、轉(zhuǎn)換才能最終入庫(kù)，GIS軟件本身提供了數(shù)據(jù)格式直接轉(zhuǎn)換或通過中間文件轉(zhuǎn)換的功能。數(shù)據(jù)處理與格式轉(zhuǎn)換大都通過以下幾種方式進(jìn)行；

（1）MapInfo方式

①通過文件轉(zhuǎn)換功能，由MapGIS格式到MapInfo格式；

②MapInfo格式到shp格式：利用MIF to Shapefile工具，轉(zhuǎn)為shp文件；

③修復(fù)shp數(shù)據(jù)、定義坐標(biāo)參考：所有轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)會(huì)自帶MapInfo的“MapInfo generic lat/long”坐標(biāo)系，這并不符合數(shù)據(jù)入庫(kù)要求，所以轉(zhuǎn)換后文件中的*.prj文件刪除后，利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具定義其正確的投影參數(shù)。

（2）E00方式

①通過文件轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，輸出E00格式數(shù)據(jù)；

②E00格式并不能顯示，利用ArcGIS工具將E00轉(zhuǎn)換為coverage文件；

③拓?fù)渲亟?，輸出Shape數(shù)據(jù)，重新定義參考坐標(biāo)系統(tǒng)。

（3）直接轉(zhuǎn)換

點(diǎn)文件一般都可以進(jìn)行直接轉(zhuǎn)換輸出shp文件，如若發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換結(jié)果屬性錯(cuò)亂，應(yīng)壓縮保存工程后再轉(zhuǎn)換即可保證屬性完整。

3、地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)建立及應(yīng)用

3.1數(shù)學(xué)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

為保證各區(qū)市縣數(shù)據(jù)的無縫拼接和后續(xù)使用，將建立的地災(zāi)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)為：比例尺—1：5萬；坐標(biāo)系類型—投影平面直角；橢球參數(shù)—西安80；投影類型—高斯-克呂格（橫軸等角切橢圓柱）投影；坐標(biāo)單位—米；投影帶類型—6度分帶19帶（境界范圍內(nèi)數(shù)據(jù)無跨帶）。

3.2數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容及要素分層

目前地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)《1：5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查信息化成果技術(shù)要求》和《陜西省地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查技術(shù)要求》，參考其他數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)方案或?qū)嵗罱K確定建立基本地理、基礎(chǔ)地質(zhì)與工程地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害、群測(cè)群防隱患點(diǎn)、專題圖層等5個(gè)要素集，各要素屬性字段保留原來的類型和長(zhǎng)度或根據(jù)需要添加新的字段。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)建立及入庫(kù)

基于ArcGIS平臺(tái)依次創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)、要素集、要素類和關(guān)系表。另外，各要素的屬性結(jié)構(gòu)一旦建立，ArcGIS中便無法修改字段類型或長(zhǎng)度，必要時(shí)可以在Microsoft Access中打開修改。

（1）矢量數(shù)據(jù)（shp文件）入庫(kù)

利用ArcCatalog的 Load功能分層逐個(gè)對(duì)應(yīng)導(dǎo)入shp層。出錯(cuò)幾率低，數(shù)據(jù)庫(kù)容易備份，而且導(dǎo)入過程中能夠再次檢查屬性結(jié)構(gòu)是否正確。

（2）Table表入庫(kù)

將崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等5張表的屬性數(shù)據(jù)，利用ArcCatalog的 Import功能批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。各表通過“統(tǒng)一編號(hào)”這一關(guān)鍵字段與災(zāi)害點(diǎn)圖層進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

（3）柵格數(shù)據(jù)入庫(kù)

需要入庫(kù)的柵格數(shù)據(jù)有：遙感影像數(shù)據(jù)、DEM、坡度圖、坡向圖、降雨量等值線圖以及其他經(jīng)過空間分析得到的各種柵格圖像。采用柵格數(shù)據(jù)集入庫(kù)方式，并創(chuàng)建影像金字塔索引以提高數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行的效率。

3.4 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

（1）檢查MapGIS原數(shù)據(jù)的線和面文件，必須是折線而不能是曲線。

（2）利用Topology工具檢查點(diǎn)線面及其之間的拓?fù)潢P(guān)系，比如災(zāi)害點(diǎn)要全部在行政區(qū)范圍內(nèi)，對(duì)于出界點(diǎn)必須查找原因進(jìn)行修改。

（3）圖屬一致性檢查。當(dāng)計(jì)算結(jié)果以地圖形式輸出時(shí)，某些屬性將通過圖形方式顯示，比如災(zāi)害點(diǎn)的方向、規(guī)模等。

4、數(shù)據(jù)庫(kù)功能及應(yīng)用

4.1 數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)與管理

ArcGIS提供多種數(shù)據(jù)輸入方式，屬性數(shù)據(jù)可以通過Excel、Access直接輸入，通過關(guān)鍵字與圖形關(guān)聯(lián)，也可在輸入圖形數(shù)據(jù)時(shí)直接錄入；圖形數(shù)據(jù)可直接輸入或通過其他格式轉(zhuǎn)換；所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，與之前單純的MapGIS圖形數(shù)據(jù)或Excel表格相比，高效存儲(chǔ)并利用ArcCatalog組織管理數(shù)據(jù)。

4.2 空間查詢與分析功能

（1）空間數(shù)據(jù)處理：通過空間數(shù)據(jù)邏輯運(yùn)算，派生出新的數(shù)據(jù)信息，比如根據(jù)區(qū)內(nèi)站點(diǎn)降雨量值內(nèi)插生成降雨量等值線圖，以及根據(jù)等高線生提取坡度、坡向與曲率等。

（2）查詢統(tǒng)計(jì)與分析：依靠空間數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析或者根據(jù)圖形的邏輯關(guān)系進(jìn)行分析，比如分析境內(nèi)災(zāi)點(diǎn)的發(fā)育規(guī)律，統(tǒng)計(jì)某鎮(zhèn)在高易發(fā)區(qū)內(nèi)發(fā)育的災(zāi)害點(diǎn)類型、規(guī)模與數(shù)量等。

4.3 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)與評(píng)價(jià)

（1）確定問題：對(duì)鎮(zhèn)安縣進(jìn)行災(zāi)害易發(fā)性區(qū)劃與評(píng)價(jià)，劃定高、中、低易發(fā)區(qū)。

（2）選擇分析工具：空間分析工具、3D分析工具、柵格計(jì)算工具。

（3）準(zhǔn)備空間數(shù)據(jù)：spot-5單波段影像、災(zāi)害點(diǎn)、宏觀地質(zhì)構(gòu)造與地貌數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)（等高線、高程點(diǎn)）、站點(diǎn)降雨量、水文、人類工程活動(dòng)（包括居民地、道路、礦山等）。

（4）制定分析流程：選取災(zāi)點(diǎn)密度、坡高、坡向、坡度、巖土體結(jié)構(gòu)、植被指數(shù)、降雨量和人類活動(dòng)作為因素集，確定各致災(zāi)因子權(quán)重、劃分評(píng)價(jià)單元、量化并歸一化評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用ArcGIS的modelbuilder的建模功能和空間分析模塊，建立鎮(zhèn)安縣易發(fā)性評(píng)價(jià)模型。

（5）展示分析結(jié)果：將數(shù)據(jù)導(dǎo)入評(píng)價(jià)模型并運(yùn)行得到評(píng)價(jià)結(jié)果，在定量評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合鎮(zhèn)安縣地質(zhì)災(zāi)害形成發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境條件、人類工程活動(dòng)強(qiáng)度及社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析，最終劃分出地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)和低易發(fā)區(qū)。如下圖所示：

（6）評(píng)價(jià)分析結(jié)果：高易發(fā)區(qū)（面積981.49km²，223處災(zāi)點(diǎn)，災(zāi)點(diǎn)密度0.2272處/ km²）分布于乾佑河、縣河、冷水河流域，此區(qū)域內(nèi)人口密度大且工程活動(dòng)強(qiáng)烈；中易發(fā)區(qū)（面積827.82km²，74處災(zāi)點(diǎn)，災(zāi)點(diǎn)密度0.0894處/ km²）主要分布于低山河谷區(qū)和中山峽谷區(qū)，人類工程活動(dòng)較弱；低易發(fā)區(qū)（面積1677.69km²，22處災(zāi)點(diǎn)，災(zāi)點(diǎn)密度0.0131處/ km²）主要分布于境內(nèi)的西部、中南部和東南部地區(qū)，多屬高山、中山峽谷區(qū)。

4.4地圖制圖與成果輸出

地圖制圖是地理信息的主要資料和信息來源，ArcGIS提供了豐富的地圖編輯工具和地圖整飾功能，成果輸出主要有圖件成果和表格成果，可為相關(guān)人員提供決策服務(wù)。

5、結(jié)束語

通過對(duì)鎮(zhèn)安縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查數(shù)據(jù)的檢查、處理、轉(zhuǎn)換與入庫(kù)等過程，建立了基于ArcGIS的地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)庫(kù)，它可以較全面的反映崩滑流等災(zāi)害的主要特征，可對(duì)應(yīng)用者提供查詢、統(tǒng)計(jì)與分析等功能。另外ArcGIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)支持能力以及空間分析功能，極大的方便了地圖數(shù)據(jù)制作和空間數(shù)據(jù)的維護(hù)。日后若有更多業(yè)務(wù)需求無法滿足時(shí)，可利用它的開發(fā)函數(shù)庫(kù)二次開發(fā)出專用的地理信息系統(tǒng)軟件，為地質(zhì)災(zāi)害防治發(fā)揮更大的作用。

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作者簡(jiǎn)介：徐巖巖（1987-），女，籍貫：河南扶溝，助理工程師，碩士，主要從事地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警、地質(zhì)環(huán)境信息化建設(shè)。