利用ArcGIS實(shí)現(xiàn)林地“一張圖”與國(guó)土數(shù)據(jù)銜接對(duì)比

劉姝穎

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，遼寧 沈陽(yáng) 110122)

利用ArcGIS實(shí)現(xiàn)林地“一張圖”與國(guó)土數(shù)據(jù)銜接對(duì)比

劉姝穎

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，遼寧 沈陽(yáng) 110122)

以林地“一張圖”與第二次全國(guó)土地調(diào)查成果進(jìn)行地類銜接對(duì)比為例，具體論述利用ArcGIS實(shí)現(xiàn)林業(yè)資源數(shù)據(jù)與其他部門(如國(guó)土、水利、交通等部門)資源數(shù)據(jù)的銜接對(duì)比方法和步驟。同時(shí)，對(duì)應(yīng)用的工具進(jìn)行系統(tǒng)地介紹，并對(duì)功能相近的工具選擇進(jìn)行分析。

ArcGIS；林地“一張圖”；國(guó)土數(shù)據(jù)；銜接對(duì)比

林地變更調(diào)查工作是在林地“一張圖”基礎(chǔ)上，綜合最新森林資源清查數(shù)據(jù)(一類連清)、森林資源檔案數(shù)據(jù)、土地利用總體規(guī)劃、第二次全國(guó)土地調(diào)查成果(下文中簡(jiǎn)稱“國(guó)土數(shù)據(jù)”)，收集林業(yè)經(jīng)營(yíng)區(qū)劃數(shù)據(jù)(包括：森林采伐、造林、撫育、新成林等)和林地變化(包括征占林地和新增林地)數(shù)據(jù)，通過2008年和2015年2期遙感影像地類判讀，結(jié)合現(xiàn)地補(bǔ)充調(diào)查核實(shí)等技術(shù)手段，更新林地“一張圖”數(shù)據(jù)庫(kù)圖斑空間分布與管理因子屬性信息，作為林地變更調(diào)查工作的成果。其中，林地“一張圖”與國(guó)土數(shù)據(jù)的銜接對(duì)比，主要是由于國(guó)土與林業(yè)部門對(duì)土地地類劃分不一致而進(jìn)行。本文以ArcGIS 9.3版本為例，具體論述利用ArcGIS實(shí)現(xiàn)林地“一張圖”與國(guó)土數(shù)據(jù)針對(duì)地類因子的銜接對(duì)比的方法和步驟。

1 銜接對(duì)比所需要準(zhǔn)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、軟件和設(shè)備

1.1 林地“一張圖”數(shù)據(jù)庫(kù)

國(guó)家林業(yè)局相關(guān)技術(shù)規(guī)程[1-2]要求：以二類調(diào)查成果為基礎(chǔ)，利用遙感影像數(shù)據(jù)和必要的現(xiàn)地調(diào)查，以縣域單位為總體，將林地及其利用狀況落實(shí)到山頭地塊，建立縣級(jí)林地檔案數(shù)據(jù)庫(kù)，并按省國(guó)家逐級(jí)匯總提交，最后形成全國(guó)林地“一張圖、一個(gè)庫(kù)”。全國(guó)林地“一張圖”林地圖斑矢量數(shù)據(jù)主要為面狀矢量數(shù)據(jù)，以shp或GDB格式存儲(chǔ)[3]。 林地“一張圖”數(shù)據(jù)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，Gauss Kruger(高斯-克呂格)投影(即橫圓柱正形投影)，3度分帶，西安1980平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。林地變更調(diào)查工作中，林地地類記載到三級(jí)地類，其中喬木林地記載到四級(jí)地類，非林地地類記載到二級(jí)地類。圖斑各級(jí)地類劃分見表1。

1.2 國(guó)土數(shù)據(jù)

國(guó)土數(shù)據(jù)庫(kù)，即第二次全國(guó)土地調(diào)查成果數(shù)據(jù)庫(kù)，國(guó)土圖斑矢量數(shù)據(jù)為面狀矢量數(shù)據(jù)，以MDB格式存儲(chǔ)，包括2個(gè)圖層：DLTB(獨(dú)立圖斑)和XZDW(行政單位)。國(guó)土圖斑地類按土地用途劃分為耕地、園地、林地、草地、商服用地、工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地、住宅用地、公共管理與公共服務(wù)用地、特殊用地、交通運(yùn)輸用地、水域及水利設(shè)施用地、其他土地12個(gè)一級(jí)類；按經(jīng)營(yíng)特點(diǎn)、利用方式和覆蓋特征續(xù)分為水田、水澆地、旱地、果園、茶園、其它園地、有林地、灌木林地、其它林地、天然牧草地、人工牧草地、其它草地、批發(fā)零售用地、住宿餐飲用地、商務(wù)金融用地、其它商服用地、工業(yè)用地、采礦用地、倉(cāng)儲(chǔ)用地、城鎮(zhèn)住宅用地、農(nóng)村宅基地、機(jī)關(guān)團(tuán)體用地、新聞出版用地、科教用地、醫(yī)衛(wèi)慈善用地、文體娛樂用地、公共設(shè)施用地、公園與綠地、風(fēng)景名勝設(shè)施用地、軍事設(shè)施用地、使領(lǐng)館用地、監(jiān)教場(chǎng)所用地、宗教用地、殯葬用地、鐵路用地、公路用地、街巷用地、農(nóng)村道路、機(jī)場(chǎng)用地、港口碼頭用地、管道運(yùn)輸用地、河流水面、湖泊水面、水庫(kù)水面、坑塘水面、沿海灘涂、內(nèi)陸灘涂、溝渠、水工建筑用地、冰川及永久積雪、空閑地、設(shè)施農(nóng)用地、田坎、鹽堿地、沼澤地、沙地、裸地、城市、建制鎮(zhèn)、村莊、采礦用地、風(fēng)景名勝及特殊用地57個(gè)二級(jí)類。DLTB(獨(dú)立圖斑)和XZDW(行政單位)2個(gè)圖層的地類屬性均采用一級(jí)地類標(biāo)注。用于銜接使用的數(shù)據(jù)必須具有相同的坐標(biāo)系、投影方式。此次林地變更調(diào)查工作中，國(guó)土數(shù)據(jù)同樣采用Gauss Kruger(高斯-克呂格)投影(即橫圓柱正形投影)，3度分帶，西安1980平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。

表1 圖斑各級(jí)地類劃分表

1.3 軟件和設(shè)備

要求PC為Windows操作系統(tǒng)，安裝ArcGIS(本文以9.3版本為例)，ArcToolbox工具使用許可為ArcInfo License。

ArcGIS是一個(gè)全面、完善、可伸縮的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，由4個(gè)重要部分組成：桌面軟件desktop、服務(wù)器GIS軟件、嵌入式GIS軟件和移動(dòng)GIS軟件。ArcView、ArcEditor和ArcInfo是三級(jí)桌面軟件ArcGIS desktop的三級(jí)產(chǎn)品，功能逐漸由弱到強(qiáng)、由簡(jiǎn)單到全面，即ArcInfo是功能最強(qiáng)大最齊全的桌面產(chǎn)品，也是最常用于制圖的桌面產(chǎn)品[4]。ArcToolbox是地理處理工具的集合。其中的工具能夠很好地處理各種空間操作，涵蓋數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、矢量數(shù)據(jù)分析、柵格數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)分析等多方面的功能[5]。

2 銜接對(duì)比應(yīng)用的工具及操作步驟

2.1 國(guó)土數(shù)據(jù)處理

2.1.1 要素融合(Dissolve)工具 要素融合(Dissolve)工具用來按照指定的某個(gè)屬性字段對(duì)要素進(jìn)行融合[6]。

打開ArcMap應(yīng)用程序，用國(guó)土數(shù)據(jù)圖層，融合出國(guó)土地類圖層，為下一步銜接對(duì)比做準(zhǔn)備。在Input Features(輸入要素)中添加DLTB(獨(dú)立圖斑)圖層，在Output Feature Class(輸出要素類)中選擇融合后圖層的存儲(chǔ)路徑，在Dissolve_Field(s)(optional)(可選融合字段)中選擇按國(guó)土地類編碼(DLBM)、國(guó)土地類名稱(DLMC)進(jìn)行融合。操作見圖1(圖中以2014年度遼寧省沈陽(yáng)市法庫(kù)縣國(guó)土數(shù)據(jù)為例)。

2.1.2 拆分多部件要素(Multipart To Singlepart)工具 拆分多部件要素(Multipart To Singlepart)工具可以將多部件要素拆分成多個(gè)獨(dú)立的要素，在空間上不相鄰的部分都會(huì)生成一個(gè)新的要素[6]。

融合所得的國(guó)土地類圖層中每個(gè)地類面都包含若干個(gè)彼此關(guān)聯(lián)的不同圖斑，這些圖斑在空間分布上并不相鄰。為了實(shí)現(xiàn)以每一個(gè)獨(dú)立圖斑為單位進(jìn)行銜接對(duì)比，需要將這些彼此關(guān)聯(lián)的圖斑拆分成彼此獨(dú)立的圖斑。通過拆分多部件要素(Multipart To Singlepart)工具可以實(shí)現(xiàn)這一目的。在Input Features(輸入要素)中添加融合后的圖層(如圖1中所示，圖層默認(rèn)命名為DLTB_Dissolve)，在Output Feature Class(輸出要素類)中選擇拆分后所得圖層的存儲(chǔ)路徑。操作見圖2。

圖1 融合工具界面圖2 拆分多部件工具界面

2.2 林地“一張圖”與國(guó)土數(shù)據(jù)的銜接對(duì)比

圖3 一致性分析工具界面

2.2.1 添加連接(Add Join)工具和連接字段(Join Field)工具 GIS項(xiàng)目中所使用的地理數(shù)據(jù)可分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)2大類。其中，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)通常都有圖形化的空間信息，每個(gè)地物要素都有一個(gè)獨(dú)立而唯一的標(biāo)識(shí)符；而業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有時(shí)則是非圖形化的純屬性表格，表格中通常有一列字段用于記錄該記錄所屬地物的標(biāo)識(shí)符。以唯一標(biāo)識(shí)符公共字段為橋梁，可以構(gòu)建起純屬性表格與圖形化空間信息之間的關(guān)系，以便開展基于空間的屬性分析以及基于屬性的空間分析。添加連接(Add Join)工具可基于某公共字段，將圖層與表格視圖(或表格視圖與表格視圖)連接。連接字段(Join Field)工具可基于某公共字段，將一張表格中的內(nèi)容(只能是用戶字段)追加到另一張表格中[6]。由此可見，添加連接(Add Join)工具和連接字段(Join Field)工具要求2個(gè)數(shù)據(jù)必須有一個(gè)獨(dú)立而唯一的公共字段標(biāo)識(shí)符，并且不能實(shí)現(xiàn)2個(gè)具有圖形化空間信息的地理數(shù)據(jù)間的連接，故不適用于林地“一張圖”與國(guó)土數(shù)據(jù)銜接對(duì)比。

圖4 銜接對(duì)比結(jié)果

2.2.2 一致(Identity)工具 一致(Identity)工具計(jì)算輸入要素和一致要素的幾何相交，輸入要素中與一致要素不相交的部分不變，與一致要素相交的部分，獲取一致要素的屬性值，輸入要素可以是點(diǎn)、多點(diǎn)、線或者多邊形，而一致要素必須是多邊形要素類[6]。由此可見，一致(Identity)工具符合林地“一張圖”與國(guó)土數(shù)據(jù)銜接對(duì)比的要求。

在ArcMap應(yīng)用程序中，添加林地“一張圖”的圖斑面圖層，對(duì)其和拆分多部件要素后所得的圖層進(jìn)行一致性分析。在屬性表上，將每個(gè)圖斑的國(guó)土地類因子添加到林地地類因子后面，通過觀察、篩選、對(duì)比，即可找出林地“一張圖”與國(guó)土數(shù)據(jù)中對(duì)同一地塊地類劃分不同的小班。結(jié)合現(xiàn)地調(diào)查可最終確定該圖班的準(zhǔn)確地類。在Input Features(輸入要素)中添加林地“一張圖”圖斑面圖層(圖3所示的XBM圖層)，在Indentity Features(一致要素)中添加拆分后的圖層(如圖2所示，圖層默認(rèn)命名為DLTB_Dissolve_MultiparToSin)，在Output Feature Class(輸出要素類)中選擇進(jìn)行一致性分析后所得圖層的存儲(chǔ)路徑。操作如圖3所示(圖中以遼寧省沈陽(yáng)市法庫(kù)縣縣級(jí)林地“一張圖”圖斑面為例)。

在ArcMap應(yīng)用程序中，添加一致性分析后所得圖層(如圖3所示，圖層默認(rèn)命名為XBM_Identity)的屬性表，可以看到每個(gè)圖斑所對(duì)應(yīng)的林地地類(如圖4所示，“地類”字段，以代碼顯示)和國(guó)土地類(如圖4所示，“DLMC”字段，以漢字顯示)屬性值。

2.3 對(duì)銜接后數(shù)據(jù)的正確性進(jìn)行驗(yàn)證

在林地“一張圖”和在國(guó)土數(shù)據(jù)中隨機(jī)選取幾組空間上位置相同的圖斑，選取圖形相交重疊部分，查看其在林地“一張圖”中的林地地類(C_DILEI字段)和在國(guó)土圖層中的圖斑地類(DLMC字段)，分別對(duì)照XBM_identity圖層中的C_DILEI字段值和DLMC字段值，如果一致，說明銜接結(jié)果正確。如果銜接結(jié)果有誤，則利用原始林地“一張圖”數(shù)據(jù)與國(guó)土數(shù)據(jù)，按以上步驟，重新進(jìn)行銜接處理。

通過選擇提取國(guó)土數(shù)據(jù)與林地“一張圖”數(shù)據(jù)地類不一致的圖斑，剔除不夠區(qū)劃面積(面積小于667 m2)的圖斑，結(jié)合現(xiàn)地補(bǔ)充調(diào)查核實(shí)，從而完成林地“一張圖”與國(guó)土數(shù)據(jù)的地類銜接對(duì)比。

3 銜接對(duì)比方法在其他工作中的應(yīng)用

因?yàn)檎{(diào)查方法和調(diào)查精度的不同及分類標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，林業(yè)資源數(shù)據(jù)與其他部門(如國(guó)土、水利、交通等)的資源數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)圖形和因子屬性上存在不一致的情況。結(jié)合ArcToolbox中工具的使用要求，雖然資源數(shù)據(jù)間可能不存在唯一且一致的公共字段，但在規(guī)劃圖斑的空間分布上一定有相交重疊的部分(銜接對(duì)比能夠順利進(jìn)行應(yīng)滿足的條件)。針對(duì)其他部門的資源數(shù)據(jù)，選取需要銜接對(duì)比的屬性因子(如上文中的地類屬性)進(jìn)行融合(Dissolve)，通過一致性(Identity)分析將林業(yè)資源數(shù)據(jù)和其他部門資源數(shù)據(jù)中處在相同空間位置的圖斑的不同屬性銜接在一起。此方法可廣泛應(yīng)用到滿足條件的工作中去，是一種通用的方法。

4 小結(jié)

利用文中所介紹的方法，通過ArcGIS工具箱(ArcToolbox)中要素融合(Dissolve)工具、拆分多部件要素(Multipart To Singlepart)工具和一致(Identity)工具實(shí)現(xiàn)林業(yè)“一張圖”與國(guó)土數(shù)據(jù)的銜接對(duì)比，相互校驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為調(diào)查規(guī)劃工作提供了重要參考，節(jié)省了外業(yè)調(diào)查時(shí)間。銜接的成果可應(yīng)用到林地變更調(diào)查、青山保護(hù)利用規(guī)劃、林地保護(hù)利用規(guī)劃等林業(yè)常規(guī)工作中。銜接的方法可應(yīng)用到滿足條件的部門之間的數(shù)據(jù)銜接對(duì)比工作中。

[1]國(guó)家林業(yè)局.LY/T 1956—2011，縣級(jí)林地保護(hù)利用規(guī)劃編制技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[2]國(guó)家林業(yè)局.LY/T 1955—2011，林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[3]許等平，李暉，龐麗杰，等.全國(guó)林地“一張圖”數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)及擴(kuò)展應(yīng)用[J].林業(yè)資源管理，2015(5)：36-43.

[4]刑文鋒，李先艷，萬曉燕，等.用ArcGIS制作林業(yè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)圖模板[J].林業(yè)建設(shè)，2012(4)：47-49.

[5]劉姝穎.ArcGIS在林業(yè)制圖中的應(yīng)用[J].福建林業(yè)科技，2015(2)：247-252.

[6]邢超，李斌，唐秀華.ArcGIS學(xué)習(xí)指南——ArcToolbox[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

Realizing Cohesion Contrast Between Forest-land ″One Map″ and Land Data by Utilizing ArcGIS

LIU Shuying

(LiaoningForestryInvestigationPlanningInstitute，Shenyang110122，Liaoning，China)

In this paper，with performing land category cohesion contrast on forest-land “one map” and the second state land investigation result as an example，methods and steps for discussing cohesion contrast between forestry resource data and resource data of other departments (such as Land and Resources Bureau，Ministry of Water Resources，Ministry of Transport，etc.) by utilizing ArcGIS are described in detail.Meanwhile，applied tools are systematically introduced，and the selection of tools similar in function is analyzed.

ArcGIS；forest land ″one map″；land data；cohesion contrast

10.13428/j.cnki.fjlk.2017.01.017

2016-08-04；

2016-09-23

劉姝穎(1983—)，女，遼寧沈陽(yáng)人，遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院林業(yè)工程師，從事林業(yè)信息化工作。E-mail：venus0721@163.com。

S758.61

A

1002-7351(2017)01-0073-04