薛 毅，曹 蓉，劉西金，錢虹伊

（1.蘇州市水利工程管理處，江蘇 蘇州 215311；2.浙江省河海測繪院，浙江 杭州 310008）

1 問題的提出

近年來，伴隨著城市化的不斷推進，填水圈地、設(shè)障阻水等現(xiàn)象屢有發(fā)生，造成河道水域萎縮、水系引排不暢、湖庫調(diào)蓄能力下降、水環(huán)境承載力下降，嚴重威脅防洪安全、供水安全和生態(tài)安全。蘇州市七浦塘西南連蘇州市第二大飲用水源陽澄湖，東北與長江連接，區(qū)域性流域支流眾多、河道發(fā)達構(gòu)成河網(wǎng)水系，同樣面臨這些隱患安全，需要通過劃界來確定管理范圍。

七浦塘已經(jīng)經(jīng)過全面拓浚整治，歷史的七浦塘劃界確權(quán)由于年代久遠，資料缺失或破損，已不能滿足河道和水利工程管理保護需求。目前七浦塘河道劃界工程，已設(shè)計出一套完善的施工流程，并取得了成功：首先收集符合河道管理范圍的資料[1]，如地形圖、DOM影像資料、控制資料等；其次預(yù)先在圖紙上判定基準線粗略位置，粗略布設(shè)管理范圍線和界樁（牌）；外業(yè)勘測現(xiàn)場和數(shù)據(jù)采集，進行劃界基準線測量，勘測預(yù)布界樁（牌）位置；用外業(yè)測量成果對劃界基準線數(shù)據(jù)進行編輯整理，生成劃界基準線成果數(shù)據(jù)；根據(jù)劃界基準線確定管理范圍線并測量核實，對于無法確定埋設(shè)條件或者特殊情況的河段進行整理，針對不同的類型擬定不同的解決方案；進行控制測量，制作界樁牌布置圖；最后界樁牌放樣測量，根據(jù)放樣點標(biāo)志埋設(shè)界樁牌和制作界樁牌身份證[2]。

2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計與建設(shè)

空間數(shù)據(jù)模型是地理信息數(shù)據(jù)庫的核心，為CAD數(shù)據(jù)模型，是一種存儲二進制文件的數(shù)據(jù)模型；Coverage模型，是一個基于地理相關(guān)的矢量數(shù)據(jù)模型；目前為Geodatabase數(shù)據(jù)模型，該模型使用標(biāo)準關(guān)系與對象技術(shù)的數(shù)據(jù)庫，與以往數(shù)據(jù)庫相比，集成、存儲拓撲等方面優(yōu)勢更大，是一個智能化管理的數(shù)據(jù)庫[3]。

2.1 個人地理數(shù)據(jù)庫

基于ARCGIS的Geodatabase目前包含3種結(jié)構(gòu)：個人地理數(shù)據(jù)庫、文件地理數(shù)據(jù)庫和多用戶地理數(shù)據(jù)庫。江蘇省地理信息成果上報系統(tǒng)有幾十個至上百個上傳數(shù)據(jù)單元，每個單元不僅需要存儲各種劃界信息屬性表格、點線面數(shù)據(jù)，還需要處理點線面之前的空間位置關(guān)系以及復(fù)雜的拓撲關(guān)系。因此要求上傳的是個人地理數(shù)據(jù)庫（Personal Geodatabase）。個人地理數(shù)據(jù)庫是一個僅支持單用戶編輯使用微軟Access來管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，個人地理數(shù)據(jù)庫的Gis信息是儲存在Access數(shù)據(jù)庫中，其存儲數(shù)據(jù)量的上限為2GB[4]。

2.2 空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫

七浦塘河湖和水利工程管理范圍劃定成果專題數(shù)據(jù)庫基于《災(zāi)害應(yīng)急地理信息數(shù)據(jù)庫設(shè)計及其應(yīng)用》Geodatabase數(shù)據(jù)模型構(gòu)建，是一個面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫，其構(gòu)建目的是為了滿足河湖劃界成果信息的整理需求，包括空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫2類[5]。數(shù)據(jù)庫以基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫為框架，構(gòu)建專題空間數(shù)據(jù)庫與屬性信息數(shù)據(jù)庫，添加河湖水利工程劃界的成果信息。將劃界工程的成果數(shù)據(jù)進行匯總、檢查、處理，建立一個統(tǒng)一的河湖劃界數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫屬性字段按基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫基本規(guī)定建 立[6]（見表1）。

表1 點、線、面編碼及屬性統(tǒng)計表的屬性項名稱及規(guī)格定義匯總表

3 入庫成果

主要成果包含以CORS系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用GPS — RTK等現(xiàn)場采集的基礎(chǔ)測量數(shù)據(jù)、內(nèi)業(yè)編輯處理的劃界成果信息，以及水利系統(tǒng)專屬的屬性信息。將完成的劃界成果進行匯總、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和校正后入庫。

3.1 成果分類

入庫的劃界成果主要有4類。①點（界樁點、告示牌點）：編號、分類信息、高程信息、坐標(biāo)、埋設(shè)年份、移位點之記、管理單位，以及管理員信息等；②點（測量控制點）：編號、坐標(biāo)，以及高程等；③線（管理范圍線）：編號、長度、分類信息、劃界標(biāo)準及依據(jù)、界線協(xié)議，以及變更信息等；④面（管理范圍）：編號、面積、分類信息，以及變更說明等。

3.2 七浦塘劃界成果

七浦塘管理范圍劃界，其中包括沿骨干河道出現(xiàn)的支流、水浜、河道沿線水利樞紐。其中沿線口門共80處。劃界長度87km，管理范圍線長度103km，劃界面積4.54km2。共計埋設(shè)界樁724個，告示牌95個，埋設(shè)測量控制點44個。

4 地理信息數(shù)據(jù)建庫

4.1 建立水利專題數(shù)據(jù)庫

七浦塘河道劃界專題數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)地理空間位置方面以實際采集到基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)為主，同時參考該河道征地紅線。在屬性數(shù)據(jù)的水利信息方面，以江蘇省和蘇州市下發(fā)的文件以及水利部門獲取的資料為主。通過使用劃界專題數(shù)據(jù)庫，不僅將劃界成果的空間點線面數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一和規(guī)范化的整理，并將劃界空間數(shù)據(jù)與水利專題信息連通，涵蓋了數(shù)據(jù)的多元性，整編性和使用效果，使劃界成非常完備及輕便實用。七浦塘專題地理信息數(shù)據(jù)庫示意（局部）見圖1。

圖1 七浦塘專題地理信息數(shù)據(jù)庫示意圖（局部）

七浦塘管理范圍點線面數(shù)據(jù)都需以要求的格式錄入地理信息數(shù)據(jù)庫中。為了規(guī)范統(tǒng)一劃界成果，按照規(guī)則建立河湖和水利工程管理范圍劃定成果專題數(shù)據(jù)庫，同時擴充水利專題屬性表，以將劃界數(shù)據(jù)的點線面空間數(shù)據(jù)賦予詳細的水利信息屬性。

4.2 建立水利專題屬性表

水利專題屬性表主要分為點和線面2大類。七浦塘管理范圍劃界點成果的屬性表內(nèi)容非常豐富，涵蓋了25個水利信息項共3類。第一類為系統(tǒng)編碼，它是劃界點成果的唯一識別字段，由各種水利信息以特殊的規(guī)則組成的一串字符串，起到界樁、告示牌和控制點“身份證”的功能。如界樁點系統(tǒng)編碼由“GLP — 水利普查編碼 — 縣級行政區(qū)劃代碼 — 河湖和水利工程分類 — 岸別 — 序號 — 共樁情況”組成；第二類是賦予代表其意義的代碼，用來表示其含有的水利信息。如河湖和水利工程分類，就是將河湖分類分別賦予表示其意義的代碼，河道為PA，水庫PB，湖泊PG，涵閘IK，泵站IJ，海堤IE；河湖和水利工程類別則按照省骨干河道名錄分類，“1”代表流域性河道，“2”代表區(qū)域性河道，“3”代表重要跨縣河道，“4”代表重要縣域河道，“5”代表其他河道。其他是否移位、共樁情況、岸別等都是通過賦予其代碼體現(xiàn)劃界“點”的水利詳細信息；第三類是坐標(biāo)類，對于坐標(biāo)類字段，數(shù)據(jù)庫不僅需要填入劃界點成果的坐標(biāo)信息，同時數(shù)據(jù)庫還要對其空間位置與坐標(biāo)信息進行檢驗。

七浦塘的“點”劃界信息包含3項：界樁點、告示牌點以及控制點，其對應(yīng)包含的水利信息屬性數(shù)據(jù)見表2。

表2 七浦塘河道劃界專題數(shù)據(jù)庫點字段統(tǒng)計表

七浦塘河道劃界專題數(shù)據(jù)庫管理范圍線面屬性表包含的水利信息相對較少，包含13個水利信息項。其中系統(tǒng)編碼、行政區(qū)劃代碼、河湖和水利工程分類等與劃界點成果屬性表規(guī)則類似。七浦塘劃界線面數(shù)據(jù)單有的屬性字段信息為“是否共面”“是否共線”和“是否界河”[7]，是一個體現(xiàn)管理范圍線之間、管理范圍線面之間以及七浦塘與其他劃界河湖關(guān)系的信息項。

七浦塘的“線面”劃界信息包含3項：管理范圍線、管理范圍面以及管理范圍劃界基準線，其對應(yīng)包含的水利信息屬性數(shù)據(jù)見表3。

表3 七浦塘河道劃界信息匯總表

七浦塘河道劃界專題數(shù)據(jù)庫中，包含界樁點、告示牌點、控制點、管理范圍界基準線管理線和管理范圍面等地理位置空間信息以及行政區(qū)劃代碼，河湖和水利工程分類、水普編碼等水利信息屬性數(shù)據(jù)。通過將劃界過程中實際采集、操作和整理的點線面數(shù)據(jù)，進行數(shù)字的統(tǒng)一化、分類編碼的標(biāo)準化以及屬性數(shù)據(jù)的重新組織使其成為具有固定的格式和規(guī)則的成果庫數(shù)據(jù)。

5 結(jié) 語

通過構(gòu)建七浦塘河道劃界專題數(shù)據(jù)庫，將劃界基礎(chǔ)測繪信息劃界管理范圍成果信息與水利專題信息相結(jié)合，規(guī)范高效的完成七浦塘劃界工作的地理信息采集和整理工作。為省市建立劃界防汛管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，有利于水利部門保存和分析資料，有利于更高效的開展水利防災(zāi)工作，提高管理效率，為“數(shù)字水利”“智慧水利”的建設(shè)搭建框架[8]。

劃界確權(quán)成形的地理信息系統(tǒng)與水利、國土、規(guī)劃等相關(guān)部門數(shù)據(jù)共享和具體管理工作銜接，有利于城鄉(xiāng)總體規(guī)劃的設(shè)計和實現(xiàn)。在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，水利、國土部門建立省市縣三級一體的互聯(lián)互享的劃界數(shù)據(jù)庫和管理系統(tǒng)。

[1] 江蘇省水利廳.江蘇省水利工程管理條例[R].南京：江蘇省水利廳，2017.

[2] 江蘇省水利廳.江蘇省河湖管理范圍和水利工程管理與保護范圍劃定技術(shù)規(guī)定(試行)：蘇水管[2015]64號文件[R].南京：江蘇省水利廳，2017.

[3]肖鳴.基于Geodatabase的空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].武漢：武漢大學(xué)，2005.

[4] 熊淑娣，萬芳琦，張蕾.水庫與堤防專題地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)[J].測繪科學(xué)，2007，42(1)：71- 75.

[5] 雒燕飛.地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急地理信息數(shù)據(jù)庫設(shè)計及其應(yīng)用[D].青島：山東科技大學(xué)，2010.

[6] 國家測繪局.基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫基本規(guī)定：GB/T 30319— 2013[S].北京：測繪出版社，2009.

[7] 江蘇省水利廳.江蘇省河湖和水利工程管理范圍劃定成果信息采集技術(shù)要求(試行)[R].南京：江蘇省水利廳，2015.

[8] 劉小生，程效軍.基于 Arc/Info的防汛抗洪地理信息系統(tǒng)研究[J].測繪通報，2006(6)：41- 43.