运用GIS地理信息系统进行选址分析

【提 要】 使用地理信息系统（GIS）对选址因素进行综合分析，得出卡那普德尔区域风力发电场选址咨询报告指导电厂选址。首先，对项目使用的地理分析工具（GIS）进行基本的描述；其次陈述使用到的GIS分析手段和得出的数据总结，地图和地理分析结果；最后提出分析方法的局限性和分析结果的可能性缺陷，对替代方法和需要的附加工作进行建议。

【关键词】 GIS；数据分析；数据管理；支持决策

Geographic Information System（后简称GIS）地理信息系统作为获取、处理、管理和分析的重要工具和技术，近年来得到迅猛的发展，利用GIS进行选址研究也越来越普遍。卡那普德尔区域是英国潜在的风力发电厂选址地，为了对选址的适宜性进行综合科学的分析来支持议会的选址决策，从国家数据库获取数据，运用GIS系统进行数据分析和筛选，做出选址建议。

一、GIS 地理信息系统

GIS地理信息系统并没有一个统一的定义，对它的定义取决于定义者的视角。大体上，GIS是一个既包括硬件也包括软件的电脑系统，它使用空间参考数据或者地理数据，并进行管理和分析。马尔切夫斯基提出，GIS最重要的特性是他整理控制和分析庞大的空间数据来获取为某一特定目的服务的可用的概括性信息。通过对空间数据叠加信息，GIS还可以做为决策支撑系统。另一方面，值得注意的是GIS不应当被看做是一个鼓励的空间分析工具，他的成果应当是作为规划、决策和运营的基础。土地选址分析大概是GIS最根本和最常被用到的地理分析手段。

二、选址分析方法和步骤

（一）评估标准

评估建立在一系列强制性限制条件上。根据风力发电厂的建设和运营需求，定位了6个条件？押

选址必须在坡度小于17度用地上；

选址必须在西向的山坡上；

选址必须在水资源的250米以内；

选址不能在聚居区域的2000米半径范围以内；

选址不能在科学特殊价值区域或保护区的1000米半径范围内；

选址离最近道路的距离不能超过5000米。

（二）分析工具和数据来源

分析使用了GIS的ESRI ArcMap软件的基础分析技术，图形数据和制图模。制图模型化是选址分析的核心。为支持分析从国家数据库获取的光栅和矢量数据包括：区域的数字地面模型图层、水域图层、城市建成区图层、道路图层、一个包括以上所有元素的基底图层（见图表1）。

（三）基于GIS的分析步骤

由于受到硬件操作空间的限制，栅格大小（单元尺寸）被设定在50，而不是数据原始的10.分析步骤如下。

1.第一步：预处理输入数据图层

使用“measurements”分析工具，从初始数据上生成中间过程网格数据，每个数据都保含一个特定的数据化信息：坡度、方向或距离，步骤如下：

（1）基于数字地面模型的高度信息生成坡度信息。

（2）基于数字地面模型的高度信息上生成方向信息。

（3）基于水域图层生成距离价值。

（4）基于城市建成区图层生成参照聚居区域距离价值。

（5）基于城市建成区图层生成参照科学特殊价值区域和保护区的距离价值。

（6）基于道路图层生成参照道路的距离价值。

前两个操作使用的是“地表分析”的“坡度”和“坡向”命令。另外四个操作生成的是距离价值，属于缓冲区分析，使用的是地理分析模块中“距离”命令的“直线”。操作完成后，一系列包含所有单元的一个特定方面数据价值的光栅图层（见图表2）就生成了。

2.第二步：过滤地理数据

通过对地理数据叠加价值，定位出满足条件的单元。不满足条件的单元被叠加不同的价值区分出来。6个强制条件都被假设同等重要，而不是有分级重要性，选址适宜性价值被简单的区分为两个种类（“1”—“准确”叠加到符合条件的单元，“0”—“错误”被叠加到不符合的单元）。通过“地理分析”模块中“光栅计算”操作对上一步生成的中间数据进行处理（见图表3）。在这一步骤生成的网格数据中，“准确”和“错误”的通过颜色被区分（无色—“准确”，黑色—“错误”，见图表4）

3.第三步：图形叠加

通过“Raster calculator” （见图表5）命令，价值乘法操作综合6个网格图层生成最后的网格图层，只有当单元在所有6个图层中价值为“1”时，在最后的网格图层中的价值才会为“1”，而不满足任何一个条件的单元价值都会为“0”，这样不符合条件的单元就会被筛除，在成果图中以颜色区分（见图6）：

1×1=1 的单元被保留。

1×0=0 或者0×1=0 的单元被筛除。

0×0=0 的单元被筛除。

4.分析结果与成果地图

在最终生成的成果图中，有4个区域（A、B、C、D）符合条件的单元相对集中，可以作为风力发电厂的潜在选址（见图表7）

三、结语

通过GIS系统进行数据分析和筛除，选址决策收到科学和全面的数据支撑，简化了决策的前期工作。然而，分析结果有几个缺陷。从成果图中可以看出，由于初始数据的问题，定位区域有部分落在海洋范围。另外，分析并没能把所有的限制都考虑在内。比如波班与帕里提到风速，噪音污染，视线遮挡和成本因素都应当被考虑在内。最后，选用分析手段存在一些局限。首先，选址条件都被看做强制性，并不区分重要程度，区域被定位为绝对的适合和不适合，然而在规划实际中并非如此，大致由于过于简单的区分，最终成果图中定位的适建土地体现出碎片化。要更好地运用GIS系统进行更优化的决策支持，需要对选址的评价条件、分析手法和筛除标准进行更深一步的研究，不断加强其科学性、合理性。

【参考文献】

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