基于GIS的火电厂选址_精品文档.doc

1、城市地理信息系统期末成果城市地理信息系统课程成果 题目：基于GIS的火电厂选址姓名：目录1 项目概述31.1 选址目标31.2 要求分析31.3 用到的软件31.4 研究方法、指标等32 创建数据库42.1 分析可能用到的数据42.2 收集到的资料清单42.3 分析项目的步骤43进行分析73.1环境限制分析73.2取水费用分析113.3铁路支线建设143.4煤炭运输173.5电厂选址的综合评价结论194分析结果205提交成果226结论23参考文献24附 录24原数据截图：2424矿业工程学院1 项目概述1.1 选址目标某区域需建设一处火电厂，选址范围约6000 平方千米。区域内已有城镇3 个，

2、森林公园1 处。该区域内的煤矿为火电厂的煤炭来源。东侧有湖泊，作为火电厂的冷却水源。该区域范围内有铁路主线3 条，需建设火电厂铁路专用线（铁路支线）1 条，用于煤炭运输。1.2 要求分析尽管火电厂的建设需要考虑许多因素，但是许多因素和地理位置无关，如发电设备、厂房、排放烟气的净化处理，等等，不予考虑。而与位置有关的因素中影响较大的有二类：（1） 环境因素：城镇、森林公园对电厂位置有限制，明显不符合要求的位置将排除在外。（2） 经济因素：水源供应、铁路支线、煤炭运输都对电厂的建设、运营费用有影响。1.3 用到的软件ArcMap 10.1和ArcCatalog 10.1。1.4 研究方法、指标等（

3、1） 环境。新建电厂应和现有城镇、森林公园保持一定距离，而且不能选在预定的范围之外。（2） 水源。发电用水取自区域东侧的湖泊，费用与输水距离、地形起伏有关，前者为输水管道的建设，后者包括泵站的建设和运营费用。（3） 铁路支线。新建铁路支线从现有铁路主线出发，延伸到厂址，和取水类似。铁路支线的建设费用除了和现有铁路的距离有关，也和地形变化有关，当地形坡度较大时，就要增加土石方工程量，还可能修建隧道、桥梁。（4） 煤炭运输。煤矿到火电厂的运输费用主要由距离决定，包括铁路主线运距和支线运距二部分。（5） 多因子综合。取水费用、铁路支线建设费用、煤炭运输费用可以叠加计算，得到综合总费用，同时也受环境因

4、素的限制，汇总后得到电厂选址的综合评价结论。2 创建数据库2.1 分析可能用到的数据（1） 该区域基础地形图，且地形图因包含高程因子用来确定环境因素中城镇及森林公园对电厂的影响范围以及水源的选择，而高程因子将涉及到运费以及坡度的问题；（2） 铁路主线图用来设计铁路支线，以及煤炭运输过程中运费的计算。2.2 收集到的资料清单 （1） 区域范围：多边形，包括城镇、湖泊、森林公园，以及研究范围以外的区域。（2） 铁路主线：线，区域内已有铁路主线。（3） 煤矿：点，区域内的煤矿。（4） 地形高程：点，测量得到的地形高程点2.3 分析项目的步骤（1） 环境限制分析（2） 取水费用分析区域范围无水域、城镇

5、、森林的区域距森林5公里以上区域距城镇3公里以上区域允许建设电厂的区域经过与个区域的距离分析以及重分类经过各个区域的叠加转化为栅格、重分类区域范围（选中湖泊）取水范围栅格区域范围（除湖泊的可建区域）水管经过范围栅格经过转化为栅格数据地形高程点不规则三角网TIN创建TIN按高程分类的成本栅转化为栅格、重分类格栅格相乘取水成本栅格栅格计算，成本距离供水成本栅格允许建设电厂的区域取水费用栅格栅格相乘（成本）（源）允许建设电厂的栅格区域经转化为栅格数据铁路主线（线）铁路主线栅格地面不规则三角网TIN坡度分析、重分类按坡度分类的成本栅格栅格相乘修建铁路的成本栅格（成本）（源）成本距离分析铁路支线修建费用

6、栅格（3） 铁路支线建设（4） 煤炭运输主线运距栅格煤矿位置（点）（源）（成本）到达区域任意一点主线运距栅格距离分配（源）（成本）允许建设电厂的栅格铁路主线栅格主线运距栅格煤炭运输费用栅格栅格相加并乘以0.2（5） 标准化处理以及综合评价结果*0.15数据标准化铁路支线建设费用栅格*0.5结果相加允许建设电厂的区域取水费用栅格数据标准化标准化取水费用栅格标准化铁路支线建设费用栅格*0.35煤炭运输费用栅格数据标准化标准化煤炭运输费用栅格3进行分析3.1环境限制分析a. 建立离开现有城镇3 千米以上的距离图层。运用菜单Selection /Select By Attributes将区域中的城镇即

7、CLASS LIKE town的区域选择出来。按Apply确定，可以看到，地图上3个城镇多边形进入选择集，按Close键返回。如下图：运用TOOL BOX中Spatial Analyst / Distance / 欧氏距离工具将区域各点与城镇的距离以栅格数据形式表示出来。产生离开现有城镇的栅格距离图层D_town如下图：再运用Spatial Analysis / Reclassify的重分类将距离城镇3千米以上的区域分离出来。如下图：b. 建立离开森林公园5 千米以上的距离图层。过程与a相似。也是将森林公园区域（Select Feature）选中之后，运用TOOL BOX中Spatial An

8、alyst / Distance / 欧氏距离工具分析区域各点与森林公园的距离并用栅格数据表示。产生离开现有城镇的栅格距离图层D_forest如下图：通过Spatial Analysis / Reclassify的重分类将距离森林公园5千米以上的区域分离。如下图：c. 选出可能建设的位置。将除却水域、森林公园、城镇等不可建电厂的区域选中（运用“选择”），并通过Conversion Tools / To Raster 将其转化为栅格，从而配合下一步工作。如下图：d. 将3 个图层叠合，产生允许建设的位置图层。通过Spatial Analysis / Map Algebra / Raster Ca

9、lculator栅格计算器，在其中输入：R_town * R_forest * Site，从而达到将三个图层叠合的效果。产生的允许建设的位置图层，设置名为R_site。将其作为以后分析的基本区域。产生的可能建设的位置如下图：3.2取水费用分析选用主菜单Insert /Dataframe新建一个空的数据框架“取水费用分析”，在“环境限制分析”数据框中分别用鼠标右键点击图层“区域范围”、“地形高程”、“R_site”，在弹出的快捷菜单中选Copy，到“取水费用分析”上点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选Paste Layer，图层“区域范围”、“地形高程”、“R_site”被分别复制到“取水费用分析

10、”。有关取水的分析，就在“取水费用”数据框中进行。鼠标双击“取水费用分析”，在“取水费用分析”特征设置对话框的General标签中将Map Units和Display Units均改为Meters。冷却水的费用和取水距离、地形高程有关，从湖泊沿岸取水、提升、加压，靠专用管道输往电厂。由于取水口的一级泵站加压能力有限，在输水的过程中，当地面高差大于50米，就要建设升压泵站，这就增加了输水费用。因此冷却水的费用，受输水管的长度、地形高差2个因素的影响，这是一个典型的成本距离问题。a. 建立“源”图层使用要素选择按钮 （Select Feature），使多边形“湖泊”进入选择集。选用菜单Spatia

11、l Analysis / Convert / FromFeatures To Raster将湖泊区域转化为栅格数据，作为源数据备用。如下图：b. 建立“成本”图层运用TOOL BOX中的3D Analysis Tools / 数据管理 / TIN / 创建TIN，将地形高程数据转化为TIN数据。如下图：将tin转化为栅格数据：TOOL BOX中的3D Analysis Tools / 转换 / TIN转栅格，得到栅格图Site_elev。如下图：高程栅格图Site_elev还不能直接反映水的输送费用，需进行再分类。规则为：地面高程100 米，高程每增加50 米，增加1个单位的成本（相对值），以

12、此类推。如下图：c. 产生可铺设水管的图层将除去湖泊区域的可建区域转化为栅格图层。如下图：d. 将b 和c 叠合，产生“成本”图层；将b和c产生的图层，栅格相乘。如下图：e. 用距离成本计算方法产生取水费用图层Water_cost，结果如下图所示：3.3铁路支线建设铁路支线的建设费用，与冷却水的费用评价类似，也靠成本距离计算。铁路支线的建设不仅与铁路的建设长度有关，也与地形坡度有关。铁路支线建设费用评价在数据框“铁路支线建设分析”中进行。新建数据框架“铁路支线建设分析”，双击进入“铁路支线建设分析”的特征设置对话框，在General标签中将“铁路支线建设分析”中的MapUnits和Displa

13、y Units均改为Meters。将“环境限制分析”中图层“铁路主线”、“区域范围”、R_site，“取水费用分析”中的图层tin1复制到“铁路支线建设分析”中。a. 铁路主线为“源”图层；如下图：b. 按坡度分类确定铁路修建的相对成本；将TIN通过坡度分析后产生反映区域内地形坡度变化的要素类。因坡度带来的铁路建设相对成本为：坡度百分比 相对的工程成本0-2% 12%-5% 25%-10% 310%-15% 415% 不合适将其重分类后建立起按坡度分类确定铁路修建的相对成本图层。如下图：c.利用适宜建设的位置图层排除不适宜建设的位置，产生“成本图层”；铁路和森林公园的距离不能小于5000 米，

14、和城镇的距离不能小于3000 米，不能穿越湖泊、“范围外”，必须绕行。经过栅格计算产生“成本图层”如下图：d. 用距离成本计算方法产生支线铁路修建费用图层取名为Rail_coast，结果如下图所示：3.4煤炭运输煤炭运输从区域内的煤矿到火电厂，运费可以用距离的函数表示。煤矿本身就在铁路主线附近，运输费用由铁路主线运距、支线运距两部分组成。新建数据框“煤炭运输分析”，将“煤炭运输分析” 的Map Units和Display Units均改为Meters。将“环境限制分析”中的图层“煤矿”、“区域范围”，“R_site”，“铁路支线建设分析”中的图层Rail_grd复制到“煤炭运输分析”中，操作步骤和“取水费用分析”，“铁路支线建设分析”一样。a. 煤矿为“源”图层，铁路主线为“成本”图层，产生沿主线的运距图层；如下图：b. 用邻近分配法将主线运距值分配给周围每个栅格点；产生的图层仅仅是铁路主线上的运输距离，还要将这一运距的数值分配给区域内其他栅格，使每个栅格都知道将煤炭运到这一点在主线上花了多少运距，在支线上的运输距离还要另外计算。使用栅格数据型的邻近分配功能。c. 铁路主线为“源”