耿烽杰 陳東星

摘要：Arcgis具有強(qiáng)大的空間分析功能。以飲用水水源空間分布制圖為例，利用Arcgis的空間數(shù)據(jù)采集與編輯、處理功能進(jìn)行飲用水水源管理工作，能夠?qū)崿F(xiàn)對飲用水源的可視化管理，Arcgis空間分析技術(shù)值得在實際工作中廣泛應(yīng)用和推廣。

關(guān)鍵詞：Arcgis;矢量數(shù)據(jù);應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水環(huán)境管理的要求越后來越高，越來越精細(xì)。本文就水環(huán)境管理中AECGIS的應(yīng)用展開論述，首先對Arcgis及矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行介紹，接著論述矢量數(shù)據(jù)制作的要求及意義，最后分析Arcgis在水環(huán)境管理中的具體應(yīng)用，包括集中式飲用水水源保護(hù)區(qū)分布圖及其他應(yīng)用。希望通過本文的研究，對水環(huán)境管理者及水環(huán)境研究者提供一些參考。

1? Arcgis及矢量數(shù)據(jù)介紹

地理信息系統(tǒng)（Gis）是在計算機(jī)軟件的支持下，對相關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的信息系統(tǒng)，Arcgis是美國環(huán)境系統(tǒng)研究所公司Esri推出的一款地理信息系統(tǒng)平臺，由Arcmap/Arccatalog/Geoprocessing三個基礎(chǔ)模塊組成，其中Arcmap是Arcgis的核心應(yīng)用，具有地圖制圖的所有功能[1]。

GIS研究的數(shù)據(jù)是地理空間數(shù)據(jù)，柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)中空間數(shù)據(jù)組織的兩種最基本的方式

柵格數(shù)據(jù)是是按網(wǎng)格單元的行與列排列、具有不同灰度或顏色的陣列數(shù)據(jù)。柵格結(jié)構(gòu)是大小相等分布均勻、緊密相連的像元（網(wǎng)格單元）陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織。而矢量圖是由點、線、面等元素組成，它們都是通過數(shù)學(xué)公式計算獲得的。例如一幅花的矢量圖形實際上是由線段形成外框輪廓，由外框的顏色以及外框所封閉的顏色決定花顯示出的顏色。由于矢量圖形可通過公式計算獲得，所以矢量圖形文件體積一般較小。

2? 矢量數(shù)據(jù)制作的要求及意義

《關(guān)于開展全國集中式飲用水源地保護(hù)專項排查工作的通知》（環(huán)辦環(huán)監(jiān)[2017]94號）中明確了水源保護(hù)區(qū)矢量數(shù)據(jù)制作的要求：

組織技術(shù)單位根據(jù)保護(hù)區(qū)劃分文件的文字描述和拐點坐標(biāo)，參照實地情況制作保護(hù)區(qū)矢量信息。shapefi1e格式（下面簡稱shp格式）是常見的矢量數(shù)據(jù)格式，用于描述空間數(shù)據(jù)的幾何和屬性特征，是矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一種。

ARcGIs軟件的 Arccata1og模塊可以創(chuàng)建SHP格式文件及對應(yīng)的數(shù)據(jù)屬性表格（dBase表），定義SHP格式數(shù)據(jù)的投影坐標(biāo)系統(tǒng)等。

一個shp格式文件至少包括三個文件：

（1）主文件（*.shp）--存儲地理要素的幾何圖形的文件。

（2）索引文件（*.shx）--存儲圖形要素與屬性信息索引的文件。

（3）dBASE表文件（*.dbf）--存儲要素信息屬性的dBase表文件。

除此之外，還有可選文件，包括空間參考文件（*.prj）和幾何體的空間索引文件（*.sbn和*.sbx）。

矢量數(shù)據(jù)空間要求：投影須采用WGS84或2000國家經(jīng)緯度坐標(biāo)系;一級保護(hù)區(qū)與二級保護(hù)區(qū)空間關(guān)系合乎邏輯;不同水源地保護(hù)區(qū)空間關(guān)系不能相互疊加;水源地保護(hù)區(qū)邊界信息為面信息。

矢量圖形最大的優(yōu)點是無論放大、縮小或旋轉(zhuǎn)等不會失真。因此在環(huán)境管理中可以更好地保持要素的形狀和相對位置關(guān)系。作為飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分的技術(shù)成果之一，矢量邊界信息可以作為環(huán)境執(zhí)法的技術(shù)依據(jù)，成為環(huán)境管理的重要技術(shù)支撐手段[2]。

3? Arcgis在水環(huán)境管理中的具體應(yīng)用

3.1? 應(yīng)用于飲用水水源保護(hù)區(qū)圖件制作

飲用水水源保護(hù)區(qū)的邊界信息，通常有文字描述或者拐點坐標(biāo)，如果只有文字描述可以通過谷歌地圖等地圖工具找到相應(yīng)的水井坐標(biāo)導(dǎo)入Arcgis進(jìn)行線文件或面文件矢量數(shù)據(jù)制作;如果有保護(hù)區(qū)拐點坐標(biāo)，先選定相應(yīng)的坐標(biāo)系，再將拐點坐標(biāo)導(dǎo)入Arcgis進(jìn)行矢量化，然后導(dǎo)出符合坐標(biāo)系要求（WGS84或2000國家經(jīng)緯度）的矢量數(shù)據(jù)。

對保護(hù)區(qū)所在地行政區(qū)劃圖進(jìn)行矢量化并完成地理配準(zhǔn)，同時對重點河段、保護(hù)區(qū)周邊污染源等元素進(jìn)行矢量化，將以上矢量數(shù)據(jù)加載到Arcgis中，再將制作完成的水源保護(hù)區(qū)矢量數(shù)據(jù)加載到Arcgis中，圖層疊加后得到飲用水水源保護(hù)區(qū)圖件。

3.2? 重點污染源分布圖件制作

重點污染源分布主要以點文件形式呈現(xiàn)，需要利用現(xiàn)場調(diào)查資料建立“重點污染源信息.xls/txt”文件，內(nèi)容包括重點污染源名稱，重點污染源坐標(biāo)（經(jīng)度、緯度），所在村鎮(zhèn)，主要污染物類型等，按照上述要求對重點污染源進(jìn)行分類后制表。通過數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，分別將不同類型的污染源表格以點文件形式導(dǎo)入Arcgis，然后導(dǎo)出符合坐標(biāo)系要求（WGS84或2000國家經(jīng)緯度）的矢量數(shù)據(jù)。

對重點污染源所在地行政區(qū)劃圖進(jìn)行矢量化并完成地理配準(zhǔn)，同時對重點河段等元素進(jìn)行矢量化，將以上矢量數(shù)據(jù)加載到Arcgis中，再將制作完成的重點污染源矢量數(shù)據(jù)加載到Arcgis中，圖層疊加后得到重點污染源分布圖件。

下一步，隨著新技術(shù)的發(fā)展和推廣在環(huán)境管理領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛。地理信息系統(tǒng)（GIS）的空間信息管理的綜合分析能力、遙感（RS）的空間動態(tài)監(jiān)測能力及全球定位系統(tǒng)（GPS）的高精度定位能力等諸多技術(shù)手段極大的方便了環(huán)境管理管理工作[3]。將新技術(shù)與環(huán)境管理相結(jié)合，將新技術(shù)貫穿于環(huán)境管理過程中，將有助于從業(yè)者更加高效科學(xué)地開展工作，改善環(huán)境質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 張小瑩，李海林.Arcgis9在飲用水水源地保護(hù)區(qū)劃分中的應(yīng)用[J].甘肅水利水電技術(shù)，2011（2）：35-37.

[2] 安寶明，徐從海，黃永軍.ArcGIS在農(nóng)村飲用水源地環(huán)境生態(tài)管理工作中的應(yīng)用探討[J].環(huán)境生態(tài)學(xué)，2019（2）：17-22.

[3] 顏世杰，梅亞東，張文杰.我國飲用水水源地保護(hù)存在的主要問題及其研究展望[J].江西水利科技，2011，37（2）：79-82.