潘言勇

(1.貴州綠興清源環(huán)保有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550002；2.貴州省環(huán)境工程評(píng)估中心，貴州 貴陽 550002)

1 引言

3S技術(shù)是RS(Remote Sensing，遙感技術(shù))、GIS(Geographic Information Systems，地理信息系統(tǒng))和GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))的組合名稱[1]。

隨著3S技術(shù)的發(fā)展，從多源遙感數(shù)據(jù)中提取各種空間、時(shí)間尺度上的生態(tài)環(huán)境變化信息成為可能[2]。以奧維互動(dòng)地圖、Arc GIS平臺(tái)和便攜式GPS終端等相關(guān)軟件和設(shè)備作為3S技術(shù)的典型代表，在鐵路項(xiàng)目竣工環(huán)保驗(yàn)收調(diào)查工作中得到綜合應(yīng)用，輔助環(huán)保驗(yàn)收調(diào)查從業(yè)者開展調(diào)查工作，提升工作效率、減少工作強(qiáng)度和降低工作成本。通過在安順至六盤水鐵路(客運(yùn)專線)環(huán)保驗(yàn)收調(diào)查工作的實(shí)踐基礎(chǔ)，歸納總結(jié)了幾種綜合應(yīng)用3S技術(shù)輔助環(huán)保驗(yàn)收調(diào)查的方法。

2 依托項(xiàng)目概況

安順至六盤水鐵路(客運(yùn)專線)東接安順西站，向西經(jīng)過安順市的西秀區(qū)、普定縣，六盤水市的六枝特區(qū)、水城區(qū)、鐘山區(qū)，在六盤水樞紐水城車站接軌后引入六盤水站。項(xiàng)目正線長度為117.857 km，在安順境長度28.4 km，六盤水境長度89.457 km；正線數(shù)目為雙線，最高車速為250 km/h，鐵路等級(jí)為國鐵I級(jí)。項(xiàng)目共新建5個(gè)車站，改建六盤水樞紐水城車站，利用既有安順西站和六盤水站。

項(xiàng)目區(qū)位于云貴高原中部，通過溶蝕丘陵區(qū)、侵蝕構(gòu)造低中山區(qū)和高原構(gòu)造盆地區(qū)等3個(gè)地貌單元。

3 應(yīng)用案例

3.1 前期內(nèi)業(yè)應(yīng)用

安順至六盤水鐵路(客運(yùn)專線)里程長，聲環(huán)境敏感目標(biāo)、振動(dòng)環(huán)境敏感目標(biāo)、水環(huán)境敏感目標(biāo)、取(棄)土場、臨建設(shè)施等調(diào)查對(duì)象較多，且分布較散，按照傳統(tǒng)調(diào)查手段開展工作，增加了調(diào)查工作的強(qiáng)度與成本。

在工作實(shí)踐中，驗(yàn)收調(diào)查準(zhǔn)備階段利用奧維互動(dòng)地圖可調(diào)用高分辨率天地圖影像，支持Arc GIS的Shape、Google Earth的KML(Keyhole Markup Language，標(biāo)記語言)、GPS的GPX(GPS eXchangeFormat, GPS交換格式)等多種格式數(shù)據(jù)，具備距離測量、面積測量、對(duì)象標(biāo)記、離線數(shù)據(jù)查看等功能，結(jié)合Arc GIS數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換功能，制定外業(yè)調(diào)查方案?？商崆霸趭W維互動(dòng)地圖中標(biāo)記調(diào)查對(duì)象，將提前完成標(biāo)記的調(diào)查對(duì)象文件和項(xiàng)目路線文件導(dǎo)入GPS或奧維互動(dòng)地圖APP中，根據(jù)調(diào)查對(duì)象分布情況，合理規(guī)劃調(diào)查路線，利用GPS實(shí)時(shí)定位導(dǎo)航功能實(shí)施導(dǎo)航尋點(diǎn)，輔助現(xiàn)場調(diào)查。實(shí)施程序?yàn)椋?/p>

①收集項(xiàng)目的環(huán)評(píng)報(bào)告、項(xiàng)目總平面布置圖、逐樁坐標(biāo)表、各調(diào)查對(duì)象位置信息(包括樁號(hào)、方位距離)等資料。②針對(duì)柵格數(shù)據(jù)需開展矢量化或地理配準(zhǔn)等數(shù)據(jù)預(yù)處理工作[3]，對(duì)于矢量數(shù)據(jù)需進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和格式統(tǒng)一，各類數(shù)據(jù)需轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)。③在Excel軟件對(duì)逐樁坐標(biāo)表逐點(diǎn)梳理，通過Arc GIS平臺(tái)的“文件->添加數(shù)據(jù)->添加XY數(shù)據(jù)”將整理好的樁號(hào)點(diǎn)坐標(biāo)批量導(dǎo)入Arc GIS形成點(diǎn)文件圖層。利用做好的點(diǎn)文件圖層通過Arc GIS平臺(tái)的“ArcToolbox->Data Management Tools->Features->Points To Line”轉(zhuǎn)化成線文件圖層并導(dǎo)出數(shù)據(jù)，即可獲得項(xiàng)目帶樁號(hào)的路線Shape矢量文件。④在現(xiàn)場調(diào)查前，利用Arc GIS平臺(tái)的“ArcToolbox->conversion Tools->To KML->Layer To KML”[4]處理得到帶樁號(hào)的項(xiàng)目路線KML文件。⑤利用環(huán)評(píng)報(bào)告環(huán)境敏感目標(biāo)清單、取(棄)土場臺(tái)賬、臨建設(shè)施臺(tái)賬等資料中調(diào)查對(duì)象的地理位置信息，結(jié)合對(duì)項(xiàng)目沿線高分辨率衛(wèi)星影像的譯讀，將聲環(huán)境敏感目標(biāo)、振動(dòng)環(huán)境敏感目標(biāo)、水環(huán)境敏感目標(biāo)、取(棄)土場、臨建設(shè)施等調(diào)查對(duì)象預(yù)標(biāo)記于奧維互動(dòng)地圖上(圖1)，并將標(biāo)記對(duì)象導(dǎo)出為KML文件。⑥將以上KML文件導(dǎo)入奧維互動(dòng)地圖APP進(jìn)行交互使用，制定詳細(xì)的外業(yè)調(diào)查方案，提前規(guī)劃合理的外業(yè)調(diào)查路線(圖2)，輔助外業(yè)調(diào)查工作，以減少繁重的外業(yè)調(diào)查工作。

圖1 奧維互動(dòng)地圖調(diào)查對(duì)象預(yù)標(biāo)記

圖2 奧維互動(dòng)地圖調(diào)查方案規(guī)劃路線

3.2 外業(yè)調(diào)查應(yīng)用

在鐵路項(xiàng)目環(huán)保驗(yàn)收調(diào)查外業(yè)工作中，通常使用交通工具為汽車，無法在鐵路線上行駛并沿著鐵路線進(jìn)行逐點(diǎn)開展調(diào)查，導(dǎo)致調(diào)查工作難度和強(qiáng)度增加。故利用前期內(nèi)業(yè)制定的詳細(xì)調(diào)查方案，借助3S技術(shù)綜合應(yīng)用輔助外業(yè)調(diào)查工作顯得格外重要。實(shí)施程序?yàn)椋?/p>

①在外業(yè)調(diào)查前利用奧維互動(dòng)地圖查閱項(xiàng)目路線與沿線調(diào)查對(duì)象的位置關(guān)系，調(diào)查對(duì)象周邊地形地貌概況，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)區(qū)及調(diào)查對(duì)象周邊環(huán)境進(jìn)行初步了解。②在外業(yè)調(diào)查過程中，利用奧維互動(dòng)地圖APP導(dǎo)航功能，按照調(diào)查方案實(shí)施導(dǎo)航尋點(diǎn)(圖3)，快捷精確的尋找調(diào)查對(duì)象位置。③利用奧維互動(dòng)地圖的測距、測面積功能輔助調(diào)查工作，測算調(diào)查對(duì)象占地面積及調(diào)查對(duì)象與路線距離(圖4)。④在調(diào)查現(xiàn)場，結(jié)合手機(jī)GPS定位、高分辨率衛(wèi)星影像譯讀和現(xiàn)場勘查情況等對(duì)預(yù)先標(biāo)記的調(diào)查對(duì)象信息進(jìn)行核實(shí)、勘誤，將糾正后的信息更新標(biāo)記于奧維互動(dòng)地圖中，便于后期內(nèi)業(yè)資料整理及成果輸出。

3.3 后期內(nèi)業(yè)應(yīng)用

3.3.1 奧維互動(dòng)地圖數(shù)據(jù)信息化管理

鐵路項(xiàng)目環(huán)保驗(yàn)收調(diào)查工作需保存大量現(xiàn)場照片，記載沿線環(huán)境敏感目標(biāo)現(xiàn)狀、生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀、照片拍攝位置，可作為環(huán)境影響分析和編寫驗(yàn)收調(diào)查報(bào)告的資料，而傳統(tǒng)的照片存檔方式不利于索引照片，無法便捷、直觀地辨識(shí)照片拍攝位置、拍攝對(duì)象及拍攝點(diǎn)周邊環(huán)境概況。

圖3 奧維互動(dòng)地圖APP現(xiàn)場導(dǎo)航尋點(diǎn)

圖4 奧維互動(dòng)地圖APP測量輔助調(diào)查

通過實(shí)踐，可通過使用含有GPS模塊的相機(jī)進(jìn)行照片拍攝，拍攝的同時(shí)文件記錄有拍攝地點(diǎn)的地理信息，然后利用Google公司Picasa 3軟件的“工具->地理標(biāo)記->導(dǎo)出到Google文件”將含地理信息的照片轉(zhuǎn)化為kmz格式文件，并導(dǎo)入奧維互動(dòng)地圖中，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)查過程照片的查閱和管理(圖5)。另外，在前期內(nèi)業(yè)工作中預(yù)標(biāo)記的調(diào)查對(duì)象經(jīng)過現(xiàn)場的勘誤及后期內(nèi)業(yè)的分類整理后，可利用奧維互動(dòng)地圖對(duì)其信息化管理(圖6)。

圖5 奧維互動(dòng)地圖拍攝照片管理界面

圖6 奧維互動(dòng)地圖調(diào)查對(duì)象管理界面

3.3.2 利用Arc GIS輔助環(huán)境影響分析及生態(tài)專題制圖

通過收集項(xiàng)目區(qū)行政區(qū)劃圖、水系圖、植被類型分布圖、生態(tài)敏感區(qū)規(guī)劃界線圖等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。利用Arc GIS平臺(tái)，將前期內(nèi)業(yè)制作的項(xiàng)目路線矢量文件與通過數(shù)據(jù)預(yù)處理的生態(tài)要素基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行交互疊圖分析，得出鐵路項(xiàng)目建設(shè)范圍與生態(tài)要素的位置關(guān)系，再結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查情況，分析鐵路建設(shè)對(duì)生態(tài)要素的影響情況。并將交互分析結(jié)果輸出，制作生態(tài)專題圖件。實(shí)施程序如下。

①收集項(xiàng)目區(qū)行政區(qū)劃圖、水系圖、生態(tài)敏感區(qū)規(guī)劃界線圖等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。②針對(duì)柵格數(shù)據(jù)需開展矢量化或地理配準(zhǔn)等數(shù)據(jù)預(yù)處理工作，對(duì)于矢量數(shù)據(jù)需進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和格式統(tǒng)一，各類數(shù)據(jù)需轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)。③將各類生態(tài)要素基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及項(xiàng)目路線矢量文件導(dǎo)入Arc GIS中，即可對(duì)項(xiàng)目和生態(tài)要素進(jìn)行疊加分析(圖7、圖8)。

另可借助Arc GIS平臺(tái)緩沖區(qū)分析功能，劃定項(xiàng)目生態(tài)環(huán)境、聲環(huán)境、大氣環(huán)境、環(huán)境振動(dòng)等環(huán)境要素的驗(yàn)收調(diào)查范圍。還可借助Arc GIS平臺(tái)對(duì)項(xiàng)目環(huán)評(píng)推薦選線方案與項(xiàng)目實(shí)際建設(shè)路線進(jìn)行疊加分析及緩沖區(qū)分析[5]，可統(tǒng)計(jì)整理出實(shí)際建設(shè)路線較環(huán)評(píng)推薦選線方案線位橫向位移超過200m范圍的里程，以便判別項(xiàng)目是否屬重大變動(dòng)。

圖7 項(xiàng)目調(diào)查區(qū)水系

圖8 項(xiàng)目與環(huán)境敏感區(qū)位置關(guān)系

4 結(jié)語

本文通過以上具體案例歸納總結(jié)了 3S技術(shù)在鐵路項(xiàng)目竣工環(huán)保驗(yàn)收調(diào)查工作中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。通過對(duì)Arc GIS和奧維互動(dòng)地圖等軟件平臺(tái)及GPS終端的綜合應(yīng)用，可提前了解項(xiàng)目現(xiàn)場環(huán)境概況，制定詳細(xì)外業(yè)調(diào)查方案，利用導(dǎo)航功能、測距功能等輔助外業(yè)調(diào)查工作，為后期內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、資料管理及成果輸出提供平臺(tái)等。從而保證工作質(zhì)量，提升工作效率，降低工作成本。隨著環(huán)保工作信息化和3S技術(shù)的發(fā)展，可為以后的線性工程項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和環(huán)保驗(yàn)收調(diào)查工作等提供借鑒和參考。