ArcMap軟件在蓬萊市第六次沙化監(jiān)測工作中的應(yīng)用

于學(xué)寧 曲宏輝

（1山東省蓬萊市自然資源和規(guī)劃局265600；2山東省煙臺市森林資源監(jiān)測保護(hù)服務(wù)中心264003）

防沙治沙是一項(xiàng)涉及多行業(yè)、多部門、多學(xué)科的復(fù)雜的系統(tǒng)工程，同時(shí)也是一項(xiàng)專業(yè)性很強(qiáng)的林業(yè)生態(tài)建設(shè)工程，因此沙化監(jiān)測工作地位和作用尤為重要[1]。沙化監(jiān)測工作的主要任務(wù)是調(diào)查沙化土地狀況、土地利用狀況、植被狀況、土壤狀況、治理狀況、其他自然狀況、社會經(jīng)濟(jì)調(diào)查，定期準(zhǔn)確掌握沙化土地的現(xiàn)狀及動態(tài)變化信息，為制定防沙治沙的政策和長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃，加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，實(shí)施重大生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工程，科學(xué)決策、合理保護(hù)、有效治理沙化土地提供依據(jù)[2]。

《自然資源調(diào)查監(jiān)測體系構(gòu)建總體方案》要求，依據(jù)第三次國土調(diào)查（以下簡稱“三調(diào)”）成果整合各類自然資源專項(xiàng)調(diào)查成果，構(gòu)建自然資源調(diào)查監(jiān)測體系。山東省自然資源廳要求第六次沙化監(jiān)測工作要與“三調(diào)”成果充分銜接。結(jié)合蓬萊市第六次沙化監(jiān)測工作，探討如何應(yīng)用ArcMap軟件將沙化監(jiān)測數(shù)據(jù)和“三調(diào)”數(shù)據(jù)進(jìn)行有效銜接，以期為接下來各項(xiàng)自然資源調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)的整合提供技術(shù)方法的參考。

1 蓬萊市沙化監(jiān)測情況

蓬萊市地處膠東半島北部，地形為低山丘陵地貌，氣候?yàn)楸睖貛|亞季風(fēng)區(qū)大陸性氣候,半濕潤地區(qū),植被類型為暖溫帶中生落葉闊葉林[3]。根據(jù)蓬萊市第五次沙化監(jiān)測成果，蓬萊市共有沙化圖斑57個(gè)，沙化土地總面積363.15hm2，其中人工固定沙地面積350hm2,天然固定沙地面積6.8hm2，沙化耕地面積6.35hm2。

目前，蓬萊市已完成了五次沙化監(jiān)測工作，其中前四次沙化監(jiān)測工作是使用紙質(zhì)地形圖為工作底圖進(jìn)行沙化圖斑的區(qū)劃，因此沙化圖斑的界線的精準(zhǔn)度不高。第五次沙化監(jiān)測工作應(yīng)用了遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）3S技術(shù)，并使用了2.5m分辨率的遙感影像[4]，提高了沙化圖斑的區(qū)劃精度。因第五次沙化監(jiān)測的初始數(shù)據(jù)是由紙質(zhì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為電子矢量數(shù)據(jù)，未經(jīng)過準(zhǔn)確的校正，使圖斑和影像之間存在偏移，且第五次沙化監(jiān)測工作是由蓬萊市林業(yè)主管部門組織本部門的技術(shù)人員開展本地域的沙化監(jiān)測工作，因當(dāng)時(shí)技術(shù)人員的3S技術(shù)基礎(chǔ)相對薄弱，未能很好的糾正圖斑偏移問題，因此蓬萊市第五次沙化監(jiān)測成果質(zhì)量相對不高。

2 第六次沙化監(jiān)測工作簡介

根據(jù)要求第六次沙化監(jiān)測工作的區(qū)劃和調(diào)查底圖要以“三調(diào)”的圖斑界線和土地利用類型調(diào)查成果為基礎(chǔ)，以第五次沙化監(jiān)測成果為工作底圖，結(jié)合0.5m的高分辨率遙感影像，進(jìn)行圖斑區(qū)劃，圖斑界線的走向和形狀要與影像特征相符，誤差不超過1個(gè)像元，區(qū)劃結(jié)束后，依據(jù)內(nèi)業(yè)區(qū)劃結(jié)果對每個(gè)圖斑進(jìn)行外業(yè)核實(shí)，一是核實(shí)圖斑界線，二是調(diào)查各項(xiàng)因子。

第六次沙化監(jiān)測工作使用的軟件是“全國荒漠化和沙化監(jiān)測系統(tǒng)”，因本次沙化監(jiān)測工作要和“三調(diào)”數(shù)據(jù)進(jìn)行充分銜接，使用此軟件只能采取人工區(qū)劃的方法進(jìn)行，而人工區(qū)劃的方法工作效率低，且難以準(zhǔn)確保證沙化圖斑和“三調(diào)”圖斑的界線一致。蓬萊市根據(jù)工作的實(shí)際情況，探索在圖斑區(qū)劃的過程中使用ArcMap軟件進(jìn)行圖斑區(qū)劃的技術(shù)方法，極大的提高了沙化圖斑和“三調(diào)”圖斑銜接的效率和準(zhǔn)確性。

3 主要技術(shù)方法和步驟

3.1 技術(shù)方法簡介

本次沙化監(jiān)測的工作底圖是蓬萊市第五次沙化監(jiān)測工作成果，即在工作底圖上使沙化圖斑“三調(diào)”圖斑的外圍界線一致。因蓬萊市沙化圖斑數(shù)量較少，僅為57個(gè)，因此本技術(shù)方法采用的是在ArcMap軟件上對第五次沙化監(jiān)測數(shù)據(jù)和“三調(diào)”數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，根據(jù)聯(lián)合分析的結(jié)果進(jìn)行圖斑界線的處理后，再導(dǎo)入“全國荒漠化和沙化監(jiān)測系統(tǒng)”進(jìn)行外業(yè)核實(shí)。

3.2 操作步驟詳解

在ArcMap中添加“第五次沙化監(jiān)測矢量數(shù)據(jù)”和“國土三調(diào)矢量數(shù)據(jù)”，打開ArcToolbox—分析工具—疊加分析中的聯(lián)合工具中，把上述兩個(gè)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，得到新的圖層“沙化和三調(diào)聯(lián)合矢量數(shù)據(jù)”，詳見圖1。

圖1沙化數(shù)據(jù)和“三調(diào)”數(shù)據(jù)聯(lián)合分析圖

3.3 界線銜接處理

在ArcMap中打開“沙化和三調(diào)聯(lián)合矢量數(shù)據(jù)”，并添加遙感影像，對每個(gè)沙化圖斑進(jìn)行界線融合操作。以圖2為例對界線銜接的處理步驟進(jìn)行詳解。聯(lián)合前，實(shí)線為“國土三調(diào)矢量數(shù)據(jù)”，虛線為“第五次沙化監(jiān)測矢量數(shù)據(jù)”，將兩個(gè)數(shù)據(jù)聯(lián)合后形成的圖層中存在許多細(xì)碎圖斑，對每個(gè)細(xì)碎圖斑，依據(jù)遙感影像和“三調(diào)”圖斑界線，對圖斑面積不超過0.07hm2的細(xì)碎圖斑進(jìn)行合并操作，把這些圖斑合并到相應(yīng)的土地利用類型中，若圖斑面積大于0.07hm2，則該類型圖斑不需要與周圍圖斑進(jìn)行合并，填寫好相關(guān)屬性因子。在ArcMap中通過聯(lián)合分析、合并、修邊等操作，使沙化圖斑和“三調(diào)”圖斑界線完美銜接，且與遙感影像的高度吻合，實(shí)現(xiàn)沙化土地的利用類型與“三調(diào)”圖斑地類保持一致，基本實(shí)現(xiàn)沙化監(jiān)測數(shù)據(jù)與“三調(diào)”數(shù)據(jù)的有效銜接融合。

圖2界線銜接詳解

3.4 外業(yè)調(diào)查

在ArcMap中處理完后，形成本期沙化初始數(shù)據(jù)。在“全國荒漠化和沙化監(jiān)測系統(tǒng)”軟件中新建“第六次沙化調(diào)查”工程，將本期沙化初始數(shù)據(jù)、前期沙化數(shù)據(jù)、前期圖片庫點(diǎn)等矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)入“第六次沙化調(diào)查”工程中，檢查無誤后，進(jìn)行數(shù)據(jù)下發(fā)，將下發(fā)數(shù)據(jù)拷貝到移動端，對每個(gè)沙化圖斑進(jìn)行外業(yè)調(diào)查核實(shí)，詳見圖3。

圖3數(shù)據(jù)導(dǎo)入和下發(fā)詳解

通過實(shí)地核實(shí)調(diào)查，一是掌握實(shí)地圖斑邊界是否與影像吻合；二是查看沙化圖斑區(qū)劃是否合理，若與現(xiàn)狀不符，現(xiàn)場進(jìn)行修正，確保數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性、準(zhǔn)確性；三是實(shí)地調(diào)查每個(gè)圖斑的土地利用類型、沙化土地類型、沙化土地程度、治理措施、沙化動態(tài)變化原因、主要植物種、植被蓋度級、氣候類型、植被起源、治理程度等重要屬性因子。

4 結(jié)論

各項(xiàng)自然資源調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)的整合是必然趨勢，在蓬萊市第六次沙化監(jiān)測工作中，利用ArcMap軟件對沙化數(shù)據(jù)和“三調(diào)”數(shù)據(jù)銜接的方法進(jìn)行了研究，總結(jié)出了如何利用現(xiàn)有資料，探討合適的界線融合技術(shù)方法，使沙化圖斑邊界與“三調(diào)”圖斑界線有效銜接，且影像充分吻合，提高監(jiān)測調(diào)查的準(zhǔn)確度，減輕內(nèi)業(yè)和外業(yè)調(diào)查的工作量，為蓬萊市以后的沙化監(jiān)測調(diào)查提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，同時(shí)，為各項(xiàng)自然資源調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)的整合，尤其是下一步林地“一張圖”和“三調(diào)”數(shù)據(jù)的充分銜接提供了可參考的技術(shù)方法和思路。隨著林業(yè)信息化的發(fā)展，數(shù)字林業(yè)、3S技術(shù)的提出，GIS在林業(yè)管理應(yīng)用方面越來越廣泛，如何讓GIS技術(shù)更好的服務(wù)于基層林業(yè)，需要進(jìn)一步研究探討。