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水土流失数据!ArcGIS在贵州省水土流失重点防治区划分中的应用

此文是一篇水土流失数据论文范文,为你的毕业论文提供有价值的参考。

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(1.贵州省水土保持技术咨询研究中心,贵州贵阳550002;

2.贵州省水土保持监测站,贵州贵阳550002;3.贵州师范大学,贵州贵阳550004)

摘 要:本文旨在贵州省水土流失综合调查的基础上,对贵州省自然、社会、经济、土地利用和水土流失现状进行综合分析,采取分层指标法,定量指标与定性指标相结合,自上而下与自下而上相结合的划分程序来进行.通过指标的选取与指标划分体系的构建,将贵州省乡镇面数据与各专题图层叠加,运用ARCGIS空间分析模块,对满足条件的划分单元进行属性的判别,最终得到划分结果.

利用ArcGIS的数据库管理和空间分析功能,对水土流失重点防治区(以下简称“两区”)的划分所需的地理信息和专题图层进行空间处理,对图斑进行属性判别,将属性数据进行统一管理,将定性分析和定量分析相结合,获得最终划分结果.结果表明,ArcGIS可以很好地应用于水土保持规划工作,并为水土保持规划决策提供很好的科学依据.

关键词:ArcGIS;贵州省;水土流失;重点预防区;重点治理区;划分

1.研究区概况

据2010年贵州省第一次全国水利普查水土保持专项普查及全国水土流失遥感调查成果,贵州省水土流失面积为55269.40km2,占土地总面积的31.37%.全省水土流失类型以水力侵蚀为主,水土流失主要发生在陡坡耕地、荒山荒坡、沟道、低覆盖度林地等地类和生产建设活动造成水土流失的区域[1].

贵州山高、坡陡、谷深、地形破碎的特殊自然地理环境与降水相对集中、降雨强度大、频率高的气候条件,加之陡坡耕作、过垦、过牧和部分生产建设活动乱挖、乱采、乱弃是导致水土流失的主要原因[1].

2.研究数据和方法

2.1研究数据

所需数据包括水土流失现状、土地利用现状、石漠化、分等级坡度、乡镇行政边界、自然遗产地、自然保护区、森林公园、风景名胜区、地质公园、省级以上湿地及湿地公园、水源保护区、水产种质资源保护区、工业园区、经济开发区、城镇规划区等基础数据.

2.2研究方法

2.2.1划分指标

参考水利部制定的“两区”划分参考指标,结合贵州省实际情况,突出贵州特色,对参考指标进行修订和细化,确定划分指标及取值.

水土流失重点预防区定量指标:微度侵蚀率,取值为≥75%;森林覆盖率,取值为≥50%.

水土流失重点治理区定量指标:水土流失率,取值为≥25%;中度以上水土流失面积比,取值为≥30%;旱地比例,取值为≥20%;石漠化率,取值为≥50%.

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2.2.2“两区”划分过程

按照定量指标与定性指标要求,对各专题图层所需原始资料进行收集整理,运用ArcGIS软件,建立相同的空间参考坐标系,按县域单元对各专题信息进行数字化,建立全省范围内的专题图层数据库,采用空间分析法进行水土流失重点防治区划分.

(1)“两区”划分指标数据库建立

贵州省“两区”划分是以乡镇单元为基础,因此,分乡镇矢量图层是本次划分工作的基础底图,在乡镇图层基础上,叠加全省水土保持公告(2006~2010)成果矢量数据,统计出全省各乡镇的划分指标数据,即为水土流失数据,用于计算各乡镇微度侵蚀率、水土流失率以及中度以上水土流失比.参与划分的空间数据层包括:

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为了与矢量数据属性表连接,需要对贵州省各市州的统计数据进行合并,即是将“两区”所需数据合并在一张表中,并保证行政乡镇名称与矢量属性表中数据的乡镇名称一致.同时矢量数据中找到相同连接字段与EXCEL统计表中的同样字段进行连接,并对有重复的乡镇名称进行重命名处理.在ArcGIS软件中,选择Joins and Relates下的Join模块,将贵州省乡镇面矢量数据与各市州统计的EXCEL乡镇数据进行空间连接,得到ArcGIS软件下的“两区”划分指标数据属性表.保证各乡镇的属性信息均包含划分所需的字段信息.

(2)空间叠加分析

在“两区”划分过程中,运用ArcGIS软件中的Union模块将各类矢量数据进行空间叠加、合并处理,得到贵州省乡镇面的矢量数据图层且包含了其他所需信息的图层,并且是以乡镇界为最小单位切割.经Union空间叠加模块的运算,得到一个新的包含各类信息的图层.例如以贵州省第一次水利普查与2010年遥感调查结果数据为核心数据,通过与贵州省乡镇面数据的空间叠加,从而得到全省各乡镇水土流失数据.运用Union模块叠加统计可以完成其他需要的数据成果,如以乡镇为基本单元的石漠化、森林覆盖率等数据.在空间叠加分析过程中,同时会运用到Clip、Update等模块主要用于矢量数据的水土流失数据、石漠化数据、旱地比例数据、重要生态功能区数据、工业园区数据、城市规划区数据以及经济开发区数据与乡镇面矢量数据的空间叠加分析.

(3)数据统计分析

在划分过程中,需要新建一个字段“划分结果”用于存储选择的结果.在贵州省“两区”划分选择的时候,具体筛选可以采用VB语言进行选择赋值,实现对“两区”划分流程图的批量选择操作.

在字段计算的时候,如有重复计算的选择条件,部分选择条件可予以简化.如水土流失重点预防区的选择代码如下:

或直接从ArcGIS矢量数据属性表进行选择,对选中的记录进行赋值,最终得到划分结果,完成“两区”划分.

3.结论与分析

3.1划分结果

在ArcGIS软件支持下,根据数据属性表以及“两区”划分流程逐步进行属性的判别,按照定量指标与定性指标要求,对各专题图层所需原始资料进行收集整理,指标的选择、筛选,最终得到划分成果.如下:

贵州省共划分了沅江上游国家级水土流失重点预防区、赤水河中下游省级水土流失重点预防区、柳江中上游省级水土流失重点预防区等12个水土流失重点预防区,涉及61个县(市、区、特区)273个乡镇,行政区面积37718.90 km2,占全省土地总面积的21.41%,重点预防面积18358.44 km2,其中国家级重点预防区1个,涉及10个县59个乡镇,重点预防面积2740.16 km2;省级重点预防区11个,涉及58个县(市、区、特区)214个乡镇,重点预防面积15618.28 km2.划分了赤水河中游国家级水土流失重点治理区、乌江中下游国家级水土流失重点治理区、乌江赤水河上游国家级水土流失重点治理区、黔中岩溶石漠化省级水土流失重点治理区等8个水土流失重点治理区,涉及74个县(市、区、特区)817个乡镇,行政区面积94766.20 km2,占全省土地总面积的53.79%,重点治理面积39048.33 km2.其中:国家级重点治理区5个,涉及47个县(市、区、特区)703个乡镇,重点治理面积35011.12 km2;省级重点治理区3个,涉及24个县(市、区、特区)共计114个乡镇,重点治理面积4037.21 km2.

3.2注意事项

经Union空间叠加模块的运算,得到一个新的包含水土流失信息与乡镇面信息的数据,值得一提的是在进行数据统计分析之前,需要对数据进行面积平差,因为经Union模块运算后的数据在乡镇界线位置会把水土流失图斑数据分割成两块,但是其原有的面积属性信息并不会随之按比例分割.因此,在进行数据叠加之后,要进行图斑面积的重新计算,打开叠加后数据的属性表,选择面积字段(AREA),运用ArcGIS软件中的几何计算模块,选择计算面积、以平方米为面积单位.全省总面积以贵州省水土保持公告全省总面积为准进行平差,进而保证各图层数据的一致性.

3.3总结与展望

本次贵州省水土流失重点防治区划分过程中,大量运用了ArcGIS软件进行数据处理和分析.以GIS软件为平台的“两区”划分过程,实际上是在GIS环境支持下的水土保持数据库的建设过程和水土保持规划图件的绘制过程.通过建立相同的空间参考坐标系,按县域单元对各专题信息进行数字化,建立全省范围内的专题图层数据库,进而得到“两区”指标选择结果的可视化图件.[2]

将地理信息数据与GIS相结合进行水土保持“两区”划分,可以快速准确地完成数据的处理,并将最终划分结果以图纸形式“可视化”展现出来.便于调整和修改,提升“两区”划分工作的质量和效率.使得贵州省水土保持规划设计成果的报送、审核、汇总更加标准化、专业化,实现了水土保持规划设计的智能化、现代化.

参考文献:

[1]贵州省水利厅.贵州省水土保持公告(2006~2010)[M].贵阳:贵州省水利厅,2013:77.

[2]王勇,鄢铁平,刘岩松等.GIS在水土保持规划设计中的应用[J].中国水土保持,2005(10):35-41.

作者简介:罗松平(1983-),女(侗族),贵州思南人,硕士研究生,主要从事水土流失治理、水土保持规划等方面的工作.

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