淺談基于ArcGIS的土地利用現(xiàn)狀圖的縮編方法

馬福星

摘 要:通過ArcGIS軟件在土地利用現(xiàn)狀圖縮編中的具體應(yīng)用,總結(jié)出一套較為可行、高效、方便的土地利用現(xiàn)狀圖縮編方法。

關(guān)鍵詞:ArcGIS土地利用現(xiàn)狀圖縮編

中圖分類號(hào):P28 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0047-01

土地利用現(xiàn)狀調(diào)查是指在全國(guó)范圍內(nèi),為查清現(xiàn)狀用地的數(shù)量及其分布而進(jìn)行的土地資源調(diào)查[1]。全國(guó)第二次土地調(diào)查的目的是全面查清土地資源和利用現(xiàn)狀,掌握真實(shí)準(zhǔn)確的土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù),科學(xué)規(guī)劃、合理利用、有效保護(hù)土地資源,實(shí)施最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度,加強(qiáng)和改善宏觀調(diào)控提供依據(jù),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。土地利用現(xiàn)狀圖是土地利用現(xiàn)狀調(diào)查工作結(jié)束需要提交的主要成果之一,它也是地籍管理和整個(gè)土地管理工作的重要基礎(chǔ)資料。傳統(tǒng)的土地利用現(xiàn)狀圖編制方法繁瑣,速度慢、精度差,時(shí)效性差。隨著計(jì)算制圖技術(shù)和GIS在國(guó)土資源管理中的廣泛應(yīng)用,傳統(tǒng)的紙質(zhì)土地利用現(xiàn)狀圖,已經(jīng)逐步被多功能的數(shù)字土地利用現(xiàn)狀圖所取代。本文根據(jù)自己在生產(chǎn)實(shí)踐中的經(jīng)歷,簡(jiǎn)要談?wù)劺肁rcGIS軟件,在已有1∶10000土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,采用縮編的方法,編制1∶50000土地利用現(xiàn)狀圖。

1縮編應(yīng)遵循的原則

制圖綜合的目的是突出制圖對(duì)象的類型特征,抽象出基本規(guī)律,更好地運(yùn)用地圖圖形向讀者傳遞信息,并可以延長(zhǎng)地圖的時(shí)效性,避免地圖很快地失去作用。制圖綜合是一個(gè)十分復(fù)雜的智能化過程,它還要受到一系列條件的制約,如地圖用途、比例尺、圖解限制和數(shù)據(jù)質(zhì)量等,并使用約定的方法[2]。根據(jù)《河南省土地調(diào)查成果數(shù)據(jù)縮編技術(shù)指標(biāo)》及第二次全國(guó)土地調(diào)查1∶10000成果數(shù)據(jù)的特點(diǎn),在縮編時(shí)應(yīng)遵循以下原則。

(1)整體符合原始數(shù)據(jù)的地類分布狀況;(2)相鄰地類圖斑合并時(shí)盡可能歸并到性質(zhì)最為相近的地類圖斑;(3)線狀地物縮編遵循重要性原則:主要鐵路、公路、河流等不能歸并;線狀地物中的農(nóng)村道路、溝渠和田坎等可以根據(jù)具體情況進(jìn)行縮編;(4)數(shù)據(jù)縮編前后要求地類面積保持一致;(5)交通和水系選取要保證成網(wǎng)連通。

2ArcGIS的制圖綜合功能

ArcGIS是目前世界上應(yīng)用最為廣泛的GIS軟件之一。它由三個(gè)重要部分組成:桌面軟件Desktop、數(shù)據(jù)通路ArcSDE和網(wǎng)絡(luò)軟件ArcIMS。鑒于本文所講述的方法是在Desktop軟件下進(jìn)行)的制圖綜合,因此需要介紹一下ArcGIS Desktop的應(yīng)用環(huán)境。ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox是ArcGIS Desktop桌面軟件的三個(gè)應(yīng)用模塊,ArcMap提供數(shù)據(jù)的顯示、查詢和分析,ArcCatalog提供空間的和非空間的數(shù)據(jù)管理、生成和組織,ArcToolbox提供基本的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

ArcToolbox中有許多制圖綜合的功能,如提取中心線(Create Centerlines)、要素融合(Dissolve)、區(qū)域融合(Dissolve Regions)、要素取舍(Eliminate)、線狀要素簡(jiǎn)(Simplify Lines)等,這些功能最大的優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)編輯圖層的所有要素進(jìn)行批量處理,但這些功能所支持的數(shù)據(jù)格式均為Coverage格式[3]。

3土地利用制圖綜合的主要內(nèi)容

3.1 狹長(zhǎng)圖斑的線化

隨著制圖比例尺的變小,原來圖上以圖斑形式表示的水系、交通等地物不再滿足上圖指標(biāo),因此需要提取它們的中心線,并將這些不夠上圖面積的圖斑用提取的中心線加以分割,分配到其鄰近的圖斑中。由于進(jìn)行這種操作的圖斑多為狹長(zhǎng)圖斑,所以我們常稱其為“狹長(zhǎng)圖斑線化”。

3.2 小圖斑綜合

制圖綜合時(shí),根據(jù)“表示主要的,去掉次要的”原則,我們通常對(duì)地物圖斑設(shè)定一個(gè)最小上圖面積,面積小于這個(gè)限值的圖斑稱為“小圖斑”。對(duì)小圖斑的綜合處理,說到底就是小圖斑應(yīng)該歸并到哪個(gè)大圖斑最合理的問題。這也是土地利用綜合制圖中最為復(fù)雜、最為關(guān)鍵、工作量最大的一步。雖然ArcToolbox中為我們提供了諸如要素融合(Dissolve)、要素取舍(Eliminate)的制圖綜合功能,來幫助我們實(shí)現(xiàn)小圖斑綜合,但是我們?nèi)孕柙诖酥笆止ね瓿梢韵乱恍┬D斑綜合工作,才最為合理。這些小圖斑單獨(dú)看,它們不夠上圖指標(biāo),而它們合并起來卻符合上圖標(biāo)準(zhǔn),這類小圖斑大致分為兩種:一是不同地類類型地類圖斑的合并,雖然我們可以運(yùn)用ArcToolbox下的一些功能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理,但根據(jù)地類就近合并和地類圖斑形式美觀兩個(gè)方面,采取手工處理這類圖斑較為妥當(dāng);二是相同地類類型圖斑的合并,這種情況是由線狀地物分割,而線狀地物在綜合時(shí)被舍棄造成的(規(guī)定不能合并的地物除外,如湖泊)。

3.3 圖形的概括

隨著制圖比例尺的縮小,線狀、面狀圖形的某些碎部已無法清晰表示出來,必須把它們刪除。圖形輪廓線上0.5mm×0.6mm的小彎曲需要裁曲取直,對(duì)于那些充當(dāng)?shù)仡悎D斑邊界的線狀圖形的概括,還需要注意概括前后與地類圖斑邊界一致性的問題。對(duì)于線狀圖形小彎曲的概括,還需注意概括前后該線狀圖形與周邊線狀圖形空間位置的問題。對(duì)于面狀圖形間距小到無法詳細(xì)區(qū)分時(shí),需要消除該狹縫。同類地類圖斑,直接合并成一個(gè)地類圖斑;不同類地類圖斑,將狹縫按圖斑美觀原則合并到相應(yīng)的圖斑中。

3.4 線狀地物的選取

(1)交通:高速公路、國(guó)道、省道、縣道、鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路和部分重要農(nóng)村道路需要選取;(2)水系:選取河流、運(yùn)河、溝渠時(shí),按從大到小、由主及次的順序進(jìn)行,界河、獨(dú)流河、連通湖泊及荒漠缺水地區(qū)的小河必須選取;(3)道路、溝渠要連接成網(wǎng),村村通路,溝渠注意網(wǎng)眼大小。

3.5 縮編數(shù)據(jù)的檢查

為了保證縮編數(shù)據(jù)的質(zhì)量,我們不僅可以通過人工檢查的方法來查漏補(bǔ)缺,改正錯(cuò)誤,還可以運(yùn)用ArcGIS軟件本身提供的一些功能來提高數(shù)據(jù)檢查的效率與質(zhì)量。

3.5.1 不夠上圖指標(biāo)圖斑的檢查

利用ArcMap下屬性篩選工具“Select By Attributes”,通過編寫篩選條件語句,查找不夠上圖面積的圖斑,根據(jù)具體情況酌情處理。

3.5.2 錯(cuò)誤合并圖斑的檢查

在作業(yè)過程中,由于我們的疏忽,可能將一些符合上圖標(biāo)準(zhǔn)的圖斑合并到了其他圖斑中,針對(duì)這種錯(cuò)誤,我們可以在ArcToolbox里檢查,ArcToolbox→Analysis→Overlay→Union,突出顯示縮編前后地類不一致的圖斑,重點(diǎn)檢查大于最小上圖指標(biāo)的圖斑,通過比對(duì)編后圖斑,查出錯(cuò)誤合并的圖斑,進(jìn)行改正。

4結(jié)語

筆者利用已有1∶10000土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫,在基于ArcGIS軟件幾個(gè)可以運(yùn)用于制圖綜合的功能之上,通過人機(jī)交互的方式縮編完成了1∶50000土地利用現(xiàn)狀圖,總結(jié)出上述幾點(diǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。雖然ArcGIS軟件功能強(qiáng)大,但是在具體制圖運(yùn)用時(shí)還需注意以下幾點(diǎn)。

(1)用Create Centerlines功能處理狹長(zhǎng)圖斑時(shí),為保證生成的中心線正確,在處理前應(yīng)對(duì)狹長(zhǎng)圖斑輪廓線進(jìn)行封閉;(2)在進(jìn)行線狀地物選取時(shí),由于小圖斑綜合,造成原本應(yīng)該連通的道路、溝渠等線狀地物中斷,所以應(yīng)將這類線狀地物連通,使它們能夠連接成網(wǎng);(3)如果條件許可,可以在ArcGIS軟件基礎(chǔ)上開發(fā)一些數(shù)據(jù)檢查的小程序,以方便檢查,提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 詹長(zhǎng)根.地籍測(cè)量學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2001.

[2] 祝國(guó)瑞,郭禮珍,尹貢白,等.地圖設(shè)計(jì)與編繪[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2001.

[3] 畢強(qiáng),崔利,段建剛,等.基于ArcGIS的土地利用現(xiàn)狀圖縮編方法研究[J].測(cè)繪通報(bào),2011.