王浩祥

（陕西省水利电力勘测设计研究院,陕西 西安 710001）

0 引言

《环境影响评价技术导则 生态影响》（HJ 19-2022）导则颁布后,要求项目图件内容包含：项目地理位置图、项目总平面图布置图及施工总布置图、土地利用现状图、地表水系图、植被类型图、生态保护目标空间分布图、植被覆盖度空间分布图和生态系统类型图等。其中,土地利用现状图、植被类型图、植被覆盖度空间分布图、生态系统类型图等一直是困扰各个环评机构的技术难点,为解决生产项目中图件制作的瓶颈以及普遍技术薄弱的问题,需选择更加行之有效的方法。本次以某水库工程的土地利用现状图为例,主要介绍地表覆盖数据的收集,用ArcGIS 软件对数据进行符号化和提取等处理过程,导则中要求的其他图件也可以参考土地利用现状图的绘制方法完成,可为有关制图工作提供参考。

1 ArcGIS 概述

ArcGIS 是由美国Esri 公司研发,构建于工业上无缝扩展的GIS 家族产品。它的用途主要为创建和使用地图,编辑和管理地理数据,分享、共享和显示地理信息,并在一系列应用中使用地图和地理数据[1],为工程建设管理提供技术支撑。

2 地表覆盖数据的收集

地表覆盖是指地球表面各种物质类型及其自然属性与特征的综合体,其空间分布反映着人类社会经济活动过程,决定着地表水热和物质平衡,其变化直接影响着物质循环,甚至影响着气候变化[2]。地表覆盖数据是制作土地利用现状图的基础,而地类数据的调查采集和地图的可用性通常会有一个较长的时段,及时、准确的土地利用图有助于确定水资源开发、交通工矿等规划的优先事项,并为其提供资源配置理论基础。依据《全球地表30 m 覆盖数据产品说明》和《土地利用现状分类》（GB/T21010-2017）,土地利用类型定义见表1。

表1 土地利用类型定义表

在绘制土地利用现状图前必须有获取地表覆盖数据的方式及途径,我们可以通过登录清华大学旗下更高分辨率的观测和监测-全球土地覆盖（www.data.ess.tsinghua.edu.cn）网站来免费获取。该网站的成果为清华大学地球系统科学系宫鹏教授研究组与国内外多家单位共同合作完成,它提供了2015 年30 m 分辨率和2017 年10 m 分辨率的数据,通常选择2017 年10 m 分辨率数据进行下载,在进入选择页面后,会有数据的范围需要进行选取。

如图1 所示,为一部分可下载的地表覆盖数据。其中,第一列表示数据的分类模式,第二列蓝色字符表示可以下载的数据,每一行所提供的是不同地区的数据,点击蓝色字符可以对其进行下载。字符“fromglc10v01”表示数据类型,该字符后第一个数值表示该数据所位于地区的纬度,第二个数值表示经度,若该数值前带有负号表示“南纬”和“西经”,没有负号则表示“北纬”和“东经”。

图1 范围选择

本次评价的普化水库位于陕西省宝鸡市麟游县,规模为Ⅲ等中型水库,主要任务是为当地工业生产及城镇生活供水。依据生态评价导则图件规范与要求,必需以图形、图像的形式对生态评价的有关空间进行内容的描述、表达或定量分析,基础数据的选择与评价基准时段和范围应当基本匹配。普化水库工程位于麟游县九成宫镇和常丰镇的交界处,属于东经108°44′～108°54′,北纬34°38′～34°42′,工程现状水平年为2019 年,地表覆盖数据形成年份与其基本一致,按照上述地理范围对数据进行下载即可。

3 数据处理

3.1 数据类型

下载的数据属于栅格数据模型,它是地理信息系统中空间数据组织的两种最基本方式之一,另一种则为最常用的矢量数据模型。在栅格数据模型中,是由每一个网格构成,每一个网格称为一个单元,通常在各单元赋予相应的属性值来表示某种实体,属性值相同的网格在地图上展示出相同的表现形式,从而也呈现出了河流、森林、耕地等形态。因此,在国土、测绘、规划等部门的图纸绘制中,栅格表达了很多专题图件。

3.2 数据处理过程

首先将下载好的数据用ArcGIS 软件打开,然后在内容列表中点击数据,选择属性,再选择显示栏中的唯一值,由于数据本身已经被区分好了类别,就可以看到标题和标注下分别显示出不同的代码,而每个代码表示了一种地类,具体代表哪种地类可以参照土地利用类型定义表（表1）中的说明,例如“代码10”表示“耕地”,“代码20”表示“林地”,“代码30”表示“草地”,“代码40”表示“灌木地”等等。在计数下的每一行也显示出了不同的数值,它表示了所对应属性值下的网格数量,数值越大则表示所对应地类的面积越大,数值越小则表示面积越小。然后可以根据不同代码对每种地类进行配色,地类的配色方案选择可以参照《全球30 m 地表覆盖数据产品说明》中的数据类型赋值及颜色配置表中的说明,也可以将其他项目已成符号库中的符号文件进行选取应用,在完成配色后对标注栏下的每种地类进行重新命名即可,这样就完成了数据的符号化过程,配置完成前后的符号系统见图2。为方便更快完成类似图件的绘制,在这里可以将处理完成的数据另存为一个图层文件,即把符号化的结果进行存储,在相同图件的绘制中,可以将图层文件直接导入到需要处理的数据中去,不必对数据进行重复的逐一符号化,这样可以大大提高制图效率。

图2 配置前后的符号系统

在完成数据符号化后,接下来就需要对评价范围进行提取。我们需要的绘制范围是麟游县九成宫镇和常丰镇,则按照这两个区域范围进行提取。在这里可以选择系统工具箱提取分析中的“按掩膜提取”,见图3。但需要注意的是有时在系统工具箱中会无法找到“提取分析”这个命令,这里是因为没有开启相应的扩展模块,所以应该在工具栏中的扩展模块选项中勾选“Spatial Analyst”,才可以使用该模块下的命令。

图3 按掩膜提取

在输入栅格栏中,输入已经符号化后的栅格数据,在输入栅格数据或要素掩膜数据栏中输入九成宫镇或常丰镇的矢量范围数据,或者按掩膜提取进行批处理,同时添加多个输入命令,然后输出栅格即可。在完成提取过程后,则可以对图件进一步完善处理,在页面视图中选择合适的模板布局,调整到适当的地图比例,再添加标题、图例、指北针、比例尺、角图等图纸基本要素,最后导出地图,这样就完成了本项目的土地利用现状图。

3.3 结果评价

本项目所处区域的土地利用现状图见图4。

图4 项目区土地利用现状图

由图4 可以看出,项目区的地类被区分成了不同的颜色形态,每种颜色形态分别表示了一种现状,较为准确地反映了当前该区域土地利用的概况,而在ArcGIS 软件中对数据属性的识别及数据的处理过程也有助于环境影响评价工作描述区域内土地利用现状、分析土地利用变化趋势,进一步了解社会活动及经济发展变化,给本次评价工作带来很大的便利。

4 结语

通过ArcGIS 软件可以完成土地利用现状图的描绘,也可以用于完成生态评价中要求的植被类型图、植被覆盖度空间分布图、生态系统类型图等其他图件。与传统制图方式相比,ArcGIS 制图是精准与复杂数据处理的模式,它传递和应用了各类信息数据,重新定义了数据的表现形式,将图像和数据通过属性值有机地结合起来,体现出整个制图过程的准确性和完整性。以ArcGIS 为基础可以较为方便地解决生态评价中的制图问题,更好地完成环评工作。