ArcGIS在林地變更工作質(zhì)量管控上的應(yīng)用

曲宏輝 王正茂 古力 孫中元 于學(xué)寧 劉成杰

ArcGIS在林地變更工作質(zhì)量管控上的應(yīng)用

曲宏輝1王正茂1古力3孫中元1于學(xué)寧2劉成杰1

（1 山東省煙臺(tái)市森林資源監(jiān)測(cè)管理站 264000；2 山東省蓬萊市林木種苗站 265600；3 國(guó)家林業(yè)和草原局華東調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院 浙江杭州 310019）

針對(duì)煙臺(tái)市林地變更工作在市縣兩級(jí)缺少成熟的質(zhì)量管控軟件，造成了大量重復(fù)性工作的實(shí)際，結(jié)合煙臺(tái)市2017年度林地變更工作，探索利用ArcGIS軟件在市縣兩級(jí)林地變更過程中的質(zhì)量檢查方法，以提高林地變更工作的效率和準(zhǔn)確性。

ArcGIS；林地變更;質(zhì)量管控;煙臺(tái)市

林地變更是實(shí)現(xiàn)林地管理“一張圖、一套數(shù)、一盤棋”的主要工作，更是劃定并保護(hù)林地的科學(xué)依據(jù)[1]，林地變更調(diào)查的成果質(zhì)量是該項(xiàng)工作的核心和生命，質(zhì)量控制是保證變更工作的關(guān)鍵之一[2]。目前質(zhì)量控制主要包括縣級(jí)自檢、市級(jí)檢查、省級(jí)檢查和國(guó)家級(jí)核查4個(gè)環(huán)節(jié)，其中省級(jí)檢查和國(guó)家級(jí)核查主要是在變更調(diào)查工作基本結(jié)束后，用具有成型的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和成熟的軟件進(jìn)行質(zhì)量檢查。但在變更工作過程中，市、縣級(jí)的變更質(zhì)量管控缺乏成熟的軟件和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，必須在成果生成和入庫(kù)時(shí)進(jìn)行檢查，無法在過程中進(jìn)行有效的質(zhì)量檢查，造成了大量的重復(fù)性工作。本文以煙臺(tái)市2017年度林地變更工作為例，探索基于ArcGIS軟件，適合市、縣二級(jí)在林地變更工作過程中質(zhì)量檢查的技術(shù)方法。

1 煙臺(tái)市林地變更工作概況

林地變更工作是在林地“一張圖”基礎(chǔ)上，結(jié)合森林經(jīng)營(yíng)檔案資料，利用兩期遙感影像，通過室內(nèi)判讀區(qū)劃、外業(yè)實(shí)地調(diào)查核實(shí)等，查清域內(nèi)林地資源的種類、數(shù)量、質(zhì)量和分布。

煙臺(tái)市自2010年開始建設(shè)全市林地“一張圖”，至2012年初步建成，2014年和2016年分別以林地“一張圖”為基礎(chǔ)進(jìn)行了林地變更工作。在這過程中培養(yǎng)了一批既精通森林資源監(jiān)測(cè)和調(diào)查，又略會(huì)操作ArcGIS軟件的綜合性技術(shù)人員，為林地變更的常態(tài)化開展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

自2017年起，林地變更工作進(jìn)入常態(tài)化。根據(jù)煙臺(tái)市2016年度林地變更成果數(shù)據(jù)，全市共有林地面積546290.37公頃，森林覆蓋率36.35%，森林資源位居山東省首位，因而煙臺(tái)市的林地變更工作量較大，應(yīng)在過程中進(jìn)行行之有效的質(zhì)量管控，提高工作效率和質(zhì)量。

2 質(zhì)量管控要求

2.1 總體管控要求

質(zhì)量管控主要包括內(nèi)業(yè)質(zhì)量管控和外業(yè)質(zhì)量管控二個(gè)方面。其中內(nèi)業(yè)質(zhì)量管控包括林地圖斑區(qū)劃?rùn)z查、林地圖斑界線與遙感影像特征吻合情況檢查、林地圖斑拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)檢查、行政區(qū)域邊界檢查。外業(yè)質(zhì)量管控主要包括圖斑區(qū)劃和實(shí)地的吻合程度檢查，重要屬性因子如權(quán)屬、地類、林種、起源等不得有錯(cuò)。

省級(jí)以上的檢查主要是對(duì)變更工作生成的成果和入庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量檢查，以山東省監(jiān)測(cè)部門建設(shè)的“山東省森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”[3]中的相應(yīng)的軟件進(jìn)行檢查?？h級(jí)監(jiān)測(cè)部門在變更調(diào)查工作結(jié)束后也利用系統(tǒng)中的“山東省森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)-縣級(jí)版”（簡(jiǎn)稱縣級(jí)版）軟件進(jìn)行自檢。市、縣二級(jí)沒有相應(yīng)的質(zhì)量管控軟件，對(duì)即時(shí)變更的數(shù)據(jù)無法進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量檢查。

2.2 過程檢查事項(xiàng)

質(zhì)量管控應(yīng)對(duì)林地變更工作中的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量檢查控制，避免累計(jì)誤差[2]。為了做好過程中的質(zhì)量管控，利用ArcGIS軟件，在煙臺(tái)市2017年度林地變更工作過程中做了一些探索，主要包括以下四個(gè)方面。

（1）主要檢查指標(biāo)：林地面積、森林面積、公益林地面積、商品林地面積等主要指標(biāo)的變化情況。

（2）區(qū)劃情況：對(duì)檢查區(qū)域內(nèi)的林地區(qū)劃情況進(jìn)行判讀檢查，查看是否存在疑似錯(cuò)劃、漏劃林地的現(xiàn)象；是否存在影像特征變化明顯的地塊未進(jìn)行變更的現(xiàn)象等。

（3）屬性因子的邏輯關(guān)系：對(duì)縣級(jí)版軟件未包含的主要因子間的邏輯關(guān)系進(jìn)行重點(diǎn)檢查。

（4）變化原因：重點(diǎn)查看林地增加和減少、森林增加和減少等幾種重要變化原因的填寫是否符合邏輯。

3 技術(shù)方法

3.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

（1）變更基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備。在變更工作開始前，將省級(jí)監(jiān)測(cè)部門下發(fā)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入縣級(jí)版中，通過軟件的“標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換”功能導(dǎo)出省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)shp數(shù)據(jù)，命名“變更基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”，以下簡(jiǎn)稱前期數(shù)據(jù)。

（2）階段變更數(shù)據(jù)的導(dǎo)出。在變更工作過程中，如需對(duì)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，可通過縣級(jí)版的“標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換”功能導(dǎo)出省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)shp數(shù)據(jù)，命名為“階段變更數(shù)據(jù)”，以下簡(jiǎn)稱后期數(shù)據(jù)。

縣級(jí)版進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的操作界面如圖1。

圖1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換導(dǎo)出界面

3.2 建立檢查數(shù)據(jù)庫(kù)

（1）建立質(zhì)量檢查數(shù)據(jù)庫(kù)。在ArcCatalog中建立文件地理數(shù)據(jù)庫(kù)，命名“2017年度林地變更質(zhì)量檢查”，在數(shù)據(jù)庫(kù)下建立相應(yīng)坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)集可以縣市區(qū)的名字進(jìn)行命名。將前后期數(shù)據(jù)分別導(dǎo)入數(shù)據(jù)集中。

（2）制作兩期聯(lián)合數(shù)據(jù)。在ArcMap中通過“地理處理”里的“聯(lián)合”功能，制作“兩期聯(lián)合數(shù)據(jù)”。制作時(shí)，先添加前期數(shù)據(jù)，后添加后期數(shù)據(jù)，確保聯(lián)合后的屬性表中變更基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在前，階段變更數(shù)據(jù)在后。通過“系統(tǒng)工具箱”里的“字段刪除”工具將“兩期聯(lián)合數(shù)據(jù)”屬性表中的無用屬性字段進(jìn)行刪除，兩期數(shù)據(jù)均保留FID字段、縣、鄉(xiāng)、村、小班等識(shí)別因子，權(quán)屬、地類、林種、起源、森林類別、事權(quán)等級(jí)、林地保護(hù)等級(jí)、工程類別等檢查因子，后期數(shù)據(jù)同時(shí)保留變化原因、變化年度和說明3個(gè)字段。字段刪除結(jié)束后，添加“面積”字段，并計(jì)算面積。

（3）制作檢查因子變化圖層。對(duì)8個(gè)檢查因子，分別制作變化圖層。以地類變化圖層為例，在ArcMap中添加“兩期聯(lián)合數(shù)據(jù)”，打開屬性表，通過“按屬性選擇”功能，篩選“前期地類≠后期地類”的小班，關(guān)閉屬性表，右擊“圖層”下“兩期聯(lián)合數(shù)據(jù)”，選擇“導(dǎo)出”，將地類變化的圖層導(dǎo)入數(shù)據(jù)集中，命名“地類變化圖層”。以同樣的方法分別制作“林種變化圖層”“權(quán)屬變化圖層”“森林類別變化圖層”“起源變化圖層”“事權(quán)等級(jí)變化圖層”“林地保護(hù)等級(jí)變化圖層”“工程類別變化圖層”等檢查因子的變化圖層。

（4）建立內(nèi)業(yè)判讀檢查圖層。在ArcCatalog中，打開“2017年度林地變更質(zhì)量檢查”文件地理數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)集下新建要素類，命名“內(nèi)業(yè)判讀檢查圖層”，類型為面要素，新建xian、xiang、cun、xiaoban、yuanyin五個(gè)文本類型的字段，和一個(gè)雙精度類型的mianji字段。

以上數(shù)據(jù)處理結(jié)束后，“2017年度林地變更質(zhì)量檢查”地理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2 質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫(kù)樣式

3.3 質(zhì)量檢查

為便于質(zhì)量檢查的操作，在檢查工作開始前，在ArcMap中將“圖層”下的所有數(shù)據(jù)移除。

（1）檢查指標(biāo)的兩期對(duì)比。在ArcMap中分別添加前后期變更數(shù)據(jù)，分別打開兩期數(shù)據(jù)的屬性表，通過“按屬性選擇”分別統(tǒng)計(jì)兩期數(shù)據(jù)的林地面積、森林面積、公益林地面積、

商品林地面積和國(guó)家級(jí)公益林地面積等重要指標(biāo)，對(duì)比查看重要指標(biāo)的兩期總體變化情況，并記錄，結(jié)合收集的林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)資料，查漏補(bǔ)缺。完成后將“圖層”下的數(shù)據(jù)移除。

（2）內(nèi)業(yè)區(qū)劃合理性檢查。內(nèi)業(yè)區(qū)劃合理性檢查主要是對(duì)地類變化情況進(jìn)行檢查。在ArcMap中添加“地類變化圖層”“內(nèi)業(yè)判讀檢查圖層”和下發(fā)的影像數(shù)據(jù)。首先雙擊“地類變化圖層”打開“圖層屬性”，通過“定義查詢”功能，顯示面積大于0.07公頃的地類變化圖斑，結(jié)合影像查看地類變化圖斑的區(qū)劃合理性。其次查看遙感影像特征變化明顯；對(duì)地類未變更的圖斑，查看是否存在錯(cuò)劃、漏劃等現(xiàn)象。將發(fā)現(xiàn)的疑似有問題的小班在“內(nèi)業(yè)判讀檢查圖層”上進(jìn)行標(biāo)注，分別登記相應(yīng)的屬性信息。從“內(nèi)業(yè)判讀檢查圖層”上挑選有代表性的小班進(jìn)行外業(yè)核實(shí)檢查。完成后將“圖層”下的數(shù)據(jù)移除。

（3）屬性邏輯檢查。在ArcMap中添加后期數(shù)據(jù)，打開屬性表，一是查看優(yōu)勢(shì)樹種和林種、森林類別、起源等之間的邏輯關(guān)系是否正確；二是查看國(guó)家級(jí)公益林保護(hù)等級(jí)和林地保護(hù)等級(jí)之間的邏輯關(guān)系是否正確；三是查看國(guó)家特別規(guī)定灌木林樹種的地類和林種填寫是否正確；四是查看地方灌木林樹種的地類和林種填寫是否正確。完成后將“圖層”下的數(shù)據(jù)移除。

（4）變化原因檢查。在ArcMap中添加“地類變化圖層”，打開屬性表，通過“按屬性選擇”，篩選前期為非林地、后期為林地且面積大于0.07公頃的林地增加圖斑，查看變化填寫是否合理；篩選前期為林地、后期為非林地且面積大于0.07公頃的林地減少圖斑，查看變化原因填寫是否合理；篩選前期為非森林、后期為森林且面積大于0.07公頃的森林增加圖斑，查看變化原因填寫是否合理；篩選前期為森林、后期為非森林且面積大于0.07公頃的森林減少圖斑，查看變化原因填寫是否合理。將剩余的7個(gè)變化圖層全部添加到ArcMap中，分別打開8個(gè)變化圖層的屬性表，通過“按屬性選擇”，篩選面積大于0.07公頃的變化圖斑，查看是否填寫變化原因。完成后將“圖層”下的數(shù)據(jù)移除。

4 在國(guó)家級(jí)公益林檢查中的應(yīng)用實(shí)例

2017年，山東省完成了國(guó)家級(jí)公益林落界工作[4]。在2017年度林地變更工作開展時(shí)，山東省國(guó)家級(jí)公益林落界成果已上報(bào)，因此此次變更工作中，國(guó)家級(jí)公益林面積和空間位置不允許無依據(jù)變動(dòng)。為此，2017年度林地變更工作中特別做了國(guó)家級(jí)公益林的檢查。

4.1 制作兩期國(guó)家級(jí)公益林圖層

在ArcMap中，將前后期變更數(shù)據(jù)分別添加到地圖中，分別打開兩期數(shù)據(jù)的屬性表，通過“按屬性選擇”功能，選擇事權(quán)等級(jí)為國(guó)家級(jí)公益林或者國(guó)家級(jí)公益林保護(hù)等級(jí)不為空值的小班，關(guān)閉屬性表，右擊“圖層”下相應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)，選擇“導(dǎo)出”，將兩期國(guó)家級(jí)公益林矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)集中，分別命名“國(guó)家級(jí)公益林基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”和“國(guó)家級(jí)公益林階段數(shù)據(jù)”。完成后關(guān)閉ArcMap軟件。

4.2 建立國(guó)家級(jí)公益林拓?fù)湟?guī)則

在ArcCatalog中，打開“2017年度林地變更質(zhì)量檢查”文件地理數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)集下新建“國(guó)家級(jí)公益林檢查”拓?fù)?，參與到拓?fù)渲械囊仡愡x擇“國(guó)家級(jí)公益林基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”和“國(guó)家級(jí)公益林階段數(shù)據(jù)”，拓?fù)湟?guī)則為“必須互相覆蓋”，要素類的要素選擇“國(guó)家級(jí)公益林基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”，要素類選擇“國(guó)家級(jí)公益林階段數(shù)據(jù)”，進(jìn)行拓?fù)潋?yàn)證檢查。

4.3 質(zhì)量檢查

在ArcMap中添加“國(guó)家級(jí)公益林檢查”拓?fù)?，并將拓?fù)渲械乃幸仡愄砑拥降貓D中。打開編輯，在“拓?fù)洹惫ぞ邨l中的“錯(cuò)誤檢查器”中，查看拓?fù)溴e(cuò)誤類型，檢查國(guó)家級(jí)公益林的空間位置是否發(fā)生變化。

5 討論

質(zhì)量管控方法主要用于林地變更過程中的質(zhì)量檢查，主要適用于從事林地變更工作的技術(shù)人員使用。此方法操作較為靈活，可以對(duì)分組數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，也可對(duì)全縣數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，可以在工作過程中、也可以在工作完成后進(jìn)行檢查，能隨時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，及時(shí)更正，提高工作效率和質(zhì)量。本方法可在實(shí)際工作中逐漸優(yōu)化完善，結(jié)合市縣森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)相應(yīng)的軟件，便于提高市縣林地變更工作的質(zhì)量。

[1] 邱堯榮,陸亞剛.林地變更的基本原理、常見問題與對(duì)策研究[J].華東森林經(jīng)理,2014,28(2):1-4.

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[3] 楊志軍,譚緒泉,趙青，等.山東省森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用[J].山東林業(yè)科技,2018, (5):115-117.

[4] 張芬,趙燕,趙青，等.基于林地變更數(shù)據(jù)的國(guó)家級(jí)公益林落界-以山東省為例[J].山東林業(yè)科技, 2018,(3):81-83.

2019-03-15

曲宏輝，男，漢族，工程師，從事森林資源監(jiān)測(cè)和調(diào)查工作。

TP319

B

1004-7743（2019）03-0061-04