探索熔岩流危险
哪些位置存在熔岩流危险?
当火山喷发时,居民必须要在多长时间之内撤离? 这取决于以下条件。 熔岩沿下坡流淌,随陡坡不断加速。 在二十世纪九十年代早期,位于 Puna 地区东南方的 Kalapana 镇的居民有数天甚至数周的时间来准备应对终将覆盖城镇的熔岩流。 相比之下,1950 年 Mauna Loa 西坡的熔岩流大约四个小时就会抵达海面。 尽管科学家会持续监控岛屿的地层移动,但是仍无法确定应提前多久通知生活在喷发的火山脚下的居民。
应急响应者和政府可以规划疏散方案。 了解熔岩流危险等级最高的位置以及这些区域的居民数量有助于响应者了解在何处搭建疏散避难所、运送资源等。 在此部分中,您将通过过滤图层寻找存在较高熔岩流危险的区域。
- 转至 ArcGIS Online 群组,Analyze Volcano Shelter Access in Hawaii。
- 在最近添加的内容部分下,然后单击 Shelter Access Analysis 地图的缩略图以将其打开。
地图将打开到夏威夷岛。
如图例中所示,岛屿被分割成九个不同的熔岩流危险类别,从极高危到极低危。 在部分透明区域下,人口普查区块用灰色色调来符号化人口密度(每平方英里人口数)。 该地图同时还显示火山的位置及应急避难所。
本教程将使用 Map Viewer。
- 如有必要,在功能区上,单击在 Map Viewer 中打开。
- 登录到您的 ArcGIS 组织帐户。
注:
如果您没有组织账户,请参阅软件访问权限选项。
- 在内容(深色)工具栏上,单击图层按钮。 单击 Lava Flow Hazard Zones 图层将其选中。
- 在设置(浅色)工具栏中,单击过滤器。
- 在过滤器窗格中,单击新增。
- 构建条件 SEVERITYCODE is High Hazard。
- 再单击两次新添加,然后构建表达式 SEVERITYCODE is Very High Hazard 和 SEVERITYCODE is Extremely High Hazard。
现在一共有三个条件。 过滤器当前设置为显示与所有条件相匹配的要素,这意味着未显示任何数据,因为每个要素具有单一评分。 要查找满足三个条件之一的危险区域,您需要将过滤器结果更改为与至少一个表达式相匹配。
- 对于显示要素,单击以下全部为真,然后根据需要选择以下任一条件为真。
- 在过滤器窗格中,单击保存。
地图中现在显示熔岩流危险最高的三个区域。 您将对这些区域进行分析。
- 在图层窗格中,对于 Lava Flow Hazard Zones,单击选项,然后选择重命名。
- 将图层重命名为 High Lava Flow Hazard Zones,然后单击确定。
人们居住在哪里?
接下来,您将使用人口普查数据了解人们在岛上的居住位置。 了解人口分布以及高风险区域的居住人数有助于规划需要搭建紧急避难所的位置以及所需的搭建面积。
- 在图层窗格中,单击 Census_Blocks_2020 图层将其激活,然后将其拖动到 High Lava Flow Hazard Zones 图层的上方。
- 在设置(浅色)工具栏中,单击样式。
该图层当前通过总人口数属性进行符号化。
- 对于选取样式,选择点密度样式。
该图层将使用点密度样式重新绘制。 该样式使用相同的人口普查区块面区域,其中每个点表示一定数量的要素。 例如,每个点可能表示 40 人。 “点密度”样式不显示面中要素实际所在的位置,而是在整个面中随机分散点。
岛上的大多数人口居住在岛屿周界附近,人口中心集中在西边的凯卢阿-科纳和东边的希洛。 接下来,调查居住在高风险区域内的人口数量。
- 单击完成。
- 在内容工具栏上,单击保存并打开。 单击另存为。
- 在保存地图窗口中,对于标题,输入 Hawaii Shelter Access Analysis 并添加您的姓名首字母。
- 在保存地图窗口中,单击保存。
分析避难所可达性
目前哪些区域可达到火山避难所?
接下来,将通过创建应急避难所附近的行驶时间区域来分析其可达性。 出行区域分析使用距离或沿街道网络的预期行驶时间来显示给定位置或位置组范围内的区域。 您将使用 15 分钟的行驶时间值将避难所定义为易于到达。 此数值是随意选择的,您可能稍后想要使用其他值来重复分析以查看结果的变化。
此分析不会尝试模拟紧急情况。 在真正紧急的情况下,可能会发生各类事件。 疏散路线被熔岩流阻断、道路堵塞、应急避难所位于熔岩流路径中等等。 但是,可以查看该岛的哪些区域方便到达避难所、哪些区域不方便到达对于规划仍十分有帮助。
- 在设置(浅色)工具栏中,单击分析。
- 在分析窗格中,单击工具,搜索生成出行区域,然后选择生成出行区域工具。
“生成出行区域”工具用于计算街道网络沿线特定出行时间或距离内可达到的区域。 在此情况下,您想要计算距离避难所 15 分钟行驶时间的区域。
- 对于输入图层,单击图层,然后选择 Emergency Shelters。
- 对于出行模式,确保选中行驶时间。
- 对于边界,键入 15,然后单击添加。确保边界单位设置为分钟。
- 对于出行方向,单击远离输入位置,然后选择朝向输入位置。
由于人们将行驶到避难所,将到达时间参数设置为指定时间时,假定交通流量畅通无阻,汽车驾驶员遵守速度限制。 这些状况可能不会在紧急情况中发生,但您没有充足的理由将交通状况特定于某一日期或时间。
- 对于重叠策略,单击重叠,然后选择融合。
默认的重叠选项将为各避难所创建唯一的行驶时间区域。 融合这些区域将创建一个输出要素而非多个要素。 将覆盖所有重叠的区域。
- 将结果图层命名为 Shelter in 15 minutes 并在结尾处加上您的姓名或缩写,使其在组织中具有唯一性。
- 单击估算配额。
运行分析工具会消耗配额。 配额是在 ArcGIS Online 中使用的货币。 将在进行特定事务时消耗配额,例如执行分析、存储要素和地理编码。 在运行分析之前,建议检查要消耗的配额数。 当运行分析工具时,通常通过将要素数量乘以工具的配额成本来计算配额成本。 该分析将消耗 15 个配额。
注:
如果您没有 15 个配额或不愿意消耗配额,添加 Learn_ArcGIS 拥有的 Shelter in 15 minutes 图层,然后跳至第 12 步。
- 单击运行。
- 在分析窗格中,单击历史记录选项卡。
将在此处显示该工具的状态。 工具完成运行后,输出将显示在地图上。 将显示岛上距避难所行驶时间在 15 分钟之内的区域。
在了解人们在 15 分钟行程内可达到避难所的位置后,您将关注这些避难所区域范围外的区域。 要查找 15 分钟内无避难所的高风险区域,您需要叠加图层工具的擦除方法。 叠加图层工具使用三个空间条件之一将两个图层组合成单一图层:相交、联合和擦除。
- 单击工具选项卡。 在管理数据类别中,单击叠加图层。
- 对于输入要素,选择 High Lava Flow Hazard Zones,对于叠加要素,选择 Shelter in 15 minutes。
- 对于叠加类型,选择擦除,并将输出图层命名为 High risk areas without shelter。
- 单击运行。
- 在图层窗格中,隐藏所有图层,High-risk areas without shelter 除外。
在了解 15 分钟内无法行驶到避难所的区域后,您需要使用“丰富图层”工具计算居住在这些区域的人口数量。 “丰富图层”工具使用数据分摊算法将标准人口普查地理要素(例如区块组)中的人口和其他数据重新分配到输入面要素中。
用于估计高风险人口的另一种可能方法为使用“范围内汇总”工具按高风险区域对每个人口普查区块内的人口进行求和。 一些人口普查区域覆盖多个危险区域,在此情况下,“丰富图层”工具将生成更准确的结果。
- 在分析窗格中,单击后退按钮。 在工具窗格中,搜索并选择丰富图层工具。
- 对于输入要素,选择 High-risk areas without shelter 图层。
- 对于丰富数据,单击变量。
- 在数据浏览器窗口中,单击风险。 对于风险变量,选择 2024 年总人口数 (Esri)。
该变量即会使左上角的所选变量计数加一。
注:
风险类别包含与灾难响应和疏散计划有关的许多其他人口统计变量。 可以根据需要添加其他指标,包括贫困、残疾状态、年龄依赖性、车辆获取以及许多其他变量,它们对于了解相关人口至关重要。 请注意,其他变量将添加至下面估计的配额成本。
- 在数据浏览器中,单击选择。
- 将结果图层命名为 Population in high risk areas without shelter access 并添加您的姓名首字母。
该分析将消耗 0.11 个配额。
注:
如果您添加了其他数据变量,请检查“估计的配额”计算器。
- 单击运行。
在完成分析后,将在地图上绘制图层。
符号化避难所可达性
最后,您需要符号化数据以显示哪些位置存在大量人口在 15 分钟内(相对于其住宅)无法到达火山避难所。 在最后部分中,您使用了“丰富图层”工具计算高风险区域的人口,但是这些人口并不均匀分布。 要可视化人们在这些区域内的居住位置,需要使用“叠加图层”工具将 Census block 图层裁剪至 High risk without shelter access 图层。
- 在分析窗格中,单击后退按钮。 在管理数据类别中,单击叠加图层。
- 对于输入要素,选择 Census Blocks 2020 图层,对于叠加要素,选择 Population in high risk areas 图层。
- 对于叠加类型,选择擦除。
- 将结果图层命名为 Population distribution,然后单击运行。
Population distribution 图层即会添加至图层窗格。 它应绘制为一系列的蓝色多边形,这是组合多个人口普查区域后的结果。 现在地图包含所有数据,您将对其进行符号化。
- 在图层窗格中,打开和关闭图层并进行重新排序,以按照此顺序在地图上绘制以下图层:
- Volcanos
- Emergency Shelters
- Population distribution
- Population in high-risk areas without shelter access
通常建议在地图上绘制矢量数据时点要素在上,下面一次是线要素、面要素。
- 在图层窗格中,单击 Population distribution 将其选中,然后打开样式窗格。
您需要使用点密度符号化此图层,就像对原始人口普查图层所做的一样,但会使用更深的颜色。
- 对于选择属性,单击字段,然后选择 2020 年总人口数。 单击添加。
- 在选取样式下,单击点密度,然后单击样式选项。
- 单击符号样式。 对于点颜色,选择深蓝色色带,然后单击完成。
- 关闭符号样式窗口,然后单击两次完成。
- 在图层窗格中,单击 Population in high-risk areas without shelter access 将其选中,然后打开样式窗格。
- 对于选择属性,单击字段,选择严重性,然后单击添加。
- 对于类型(唯一符号),单击样式选项。
- 在样式选项窗格中,单击高危对应的符号。
- 在符号样式窗口中,单击填充颜色,然后键入或粘贴十六进制代码 # ff2e14。
- 将特高危和极高危符号分别更改为 # ff7d00 和 # ffc800。
危险区域现在应与原始图层的符号系统相匹配,但是其亮度会更高一点,因为应用于图层的透明度不同。
- 在样式选项窗格中,单击完成。 在设置工具栏中,单击属性。 在外观组中,将透明度更改为 50%。
- 保存地图。
在本教程中,您分析了熔岩危险与人口,以显示哪些位置的夏威夷居民无法在 15 分钟内行驶到火山避难所。 根据此分析结果,建议识别无法在 15 分钟内达到现有避难所的人口附近的更多避难所位置。 为了进一步优化您的分析,您还可以选择尝试计算其他行驶时间,或添加其他人口风险因素,以帮助响应者识别可能需要协助居民疏散的区域。
尽管当下用于分析岛屿的条件可能与灾难期间的不同,但是诸如此类的分析可帮助当地政府和其他响应者做好准备工作。
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