基于模型構(gòu)建器檢查第三次國(guó)土調(diào)查圖斑與舉證圖斑屬性信息一致性

趙 璟

(1.甘肅省測(cè)繪工程院，甘肅 蘭州 730000;2.甘肅省應(yīng)急測(cè)繪工程研究中心，甘肅 蘭州 730000)

根據(jù)《國(guó)務(wù)院關(guān)于開展第三次全國(guó)土地調(diào)查的通知》要求，三調(diào)的主要任務(wù)是在第二次全國(guó)土地調(diào)查成果基礎(chǔ)上，按照國(guó)家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在全國(guó)范圍內(nèi)利用遙感、測(cè)繪、地理信息、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，統(tǒng)籌利用現(xiàn)有資料，以正射影像圖為基礎(chǔ)，實(shí)地調(diào)查土地的地類、面積和權(quán)屬，從而使國(guó)家全面掌握翔實(shí)準(zhǔn)確的全國(guó)土地利用現(xiàn)狀和土地資源變化情況[1]。調(diào)查新增的變化圖斑應(yīng)實(shí)地舉證，舉證圖斑通過國(guó)家統(tǒng)一下發(fā)的第三次全國(guó)土地調(diào)查數(shù)據(jù)制作軟件制作成舉證包，在制作的過程中，會(huì)上傳該圖斑的預(yù)編號(hào)，并自動(dòng)計(jì)算出該圖斑的中心坐標(biāo)。舉證圖斑的屬性信息如表1所示，紅色字段為圖斑的關(guān)鍵屬性。實(shí)地舉證時(shí)，使用帶衛(wèi)星定位和方向傳感器的手機(jī)，利用全國(guó)三調(diào)辦統(tǒng)一下發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)+舉證軟件，拍攝圖斑實(shí)地照片，并填寫外業(yè)認(rèn)定地類和說明，最后統(tǒng)一上傳至舉證平臺(tái)[2-3]。

根據(jù)三調(diào)技術(shù)要求，編號(hào)和外業(yè)認(rèn)定地類應(yīng)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖斑預(yù)編號(hào)和地類編碼保持一致。利用ArcGIS平臺(tái)的空間連接和計(jì)算字段值等工具進(jìn)行第三次國(guó)土調(diào)查圖斑與舉證圖斑屬性信息一致性質(zhì)檢的過程中，需要把多種工具組合在一起才能有效地完成檢查。如果執(zhí)行每一個(gè)工具都需要人工干預(yù)，不僅降低了生產(chǎn)效率，同時(shí)人工參與會(huì)增加數(shù)據(jù)質(zhì)檢的出錯(cuò)率。本文介紹了利用ArcGIS軟件的模型構(gòu)建器(ModelBuilder)把涉及到質(zhì)檢操作組合成為工作流，實(shí)現(xiàn)多步驟操作在ArcGIS軟件的同一指令下完成，不僅降低人工參與操作的時(shí)間成本，也大大地提高了數(shù)據(jù)質(zhì)檢的效率。

表1 舉證圖斑屬性信息表

1 模型構(gòu)建器介紹

模型構(gòu)建器是ArcGIS提供的構(gòu)建地理信息處理工作流和腳本圖形化建模工具，可看做用于構(gòu)建工作流的可視化編程語言，而不像傳統(tǒng)編程語言是基于文本的。該模型是一個(gè)用來創(chuàng)建、編輯和管理模型的應(yīng)用程序，將一系列地理處理工具串聯(lián)在一起的工作流，它將其中一個(gè)工具的輸出作為另一個(gè)工具的輸入。也可以將模型構(gòu)建器看成是用于構(gòu)建工作流的可視化編程語言[4]。模型構(gòu)建器除了有助于構(gòu)造和執(zhí)行簡(jiǎn)單工作流外，還能通過創(chuàng)建模型并將其共享為工具，提供擴(kuò)展ArcGIS功能的高級(jí)方法。

2 原理分析

舉證圖斑上傳到舉證平臺(tái)會(huì)成為屬性表的一條記錄。質(zhì)檢人員檢查舉證圖斑和調(diào)查數(shù)據(jù)一致性時(shí)，需從平臺(tái)上下載舉證屬性表，并轉(zhuǎn)成以屬性表中的X、Y坐標(biāo)值為空間坐標(biāo)的點(diǎn)狀圖層。通過檢查地類圖斑的圖斑預(yù)編號(hào)和地類編碼與點(diǎn)層的圖斑預(yù)編號(hào)和外業(yè)認(rèn)定地類的一致性，來判定舉證圖斑的內(nèi)容是否正確。

3 實(shí)現(xiàn)方法

打開ArcMap軟件的模型構(gòu)建器，依據(jù)分析可知，本工具需要兩個(gè)輸入變量，一個(gè)對(duì)應(yīng)三調(diào)地類圖斑數(shù)據(jù)，另一個(gè)對(duì)應(yīng)舉證地類圖斑數(shù)據(jù)；接著通過空間連接工具將兩種數(shù)據(jù)的屬性連接在同一個(gè)輸出圖層的屬性表中；通過字段計(jì)算器工具比較“圖斑預(yù)編號(hào)”和“TBYBH”、“外業(yè)認(rèn)定地類”和“DLBM”兩個(gè)字段的關(guān)系，將比較的結(jié)果填寫到輸出圖層數(shù)據(jù)中新建的“對(duì)比”字段中，從而實(shí)現(xiàn)兩種數(shù)據(jù)一致性的自動(dòng)檢查。整個(gè)操作在模型構(gòu)建器中實(shí)現(xiàn)的過程如圖1所示。構(gòu)建完模型后，需要點(diǎn)擊“驗(yàn)證整個(gè)模型”工具按鈕，驗(yàn)證模型是否可以正常運(yùn)行。驗(yàn)證模型運(yùn)行成功之后，可點(diǎn)擊“保存”按鈕，將整個(gè)模型保存到自定義的工具箱中，就可以作為一個(gè)工具重復(fù)使用了。

圖1 在模型構(gòu)建器中的實(shí)現(xiàn)過程

在工具箱中，找到該工具并雙擊，彈出如圖2所示的對(duì)話框。給定輸入數(shù)據(jù)和輸出結(jié)果路徑后，即可得到圖3“對(duì)比”字段中顯示的檢查結(jié)果。根據(jù)檢查結(jié)果，挑選出“YBH一致,地類不一致”和“人工核實(shí)(①舉證點(diǎn)未位于圖斑內(nèi)或②圖斑預(yù)編號(hào)人為不小心滅失了)”的檢查記錄，進(jìn)行修改即可。

圖2 舉證圖斑與三調(diào)地類圖斑一致性檢查界面

圖3 舉證圖斑與三調(diào)地類圖斑一致性檢查結(jié)果

4 關(guān)鍵點(diǎn)分析

本功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)主要在“添加字段”和“字段計(jì)算器”兩個(gè)參數(shù)。“空間連接”操作后得到的“舉證與三調(diào)數(shù)據(jù)連接結(jié)果”，需要新增一個(gè)文本字段，以便保存自動(dòng)檢查的結(jié)果。其具體要求可按照?qǐng)D4設(shè)置。

圖4 添加字段

根據(jù)三調(diào)規(guī)程要求，原則上，三調(diào)地類圖斑的圖斑預(yù)編號(hào)和地類編碼須與舉證點(diǎn)層的圖斑預(yù)編號(hào)和外業(yè)認(rèn)定地類一致，但通過合并、分割、修改等操作編輯數(shù)據(jù)后，會(huì)造成三調(diào)圖斑數(shù)據(jù)個(gè)別要素的消失或圖斑預(yù)編號(hào)的改變或地類編碼的改變，以至于一些舉證點(diǎn)的圖斑預(yù)編號(hào)與三調(diào)圖斑的不一致或未落在對(duì)應(yīng)的圖斑內(nèi)。有些圖斑預(yù)編號(hào)不一致是由于三調(diào)圖斑數(shù)據(jù)的合并造成的，這種情況是合適的；有些則是由于舉證點(diǎn)原來在三調(diào)數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，邊界修改后，使得舉證點(diǎn)落在原三調(diào)數(shù)據(jù)相鄰的圖斑范圍內(nèi)，這種情況也是合適的。在判定的過程中，應(yīng)該充分考慮各種情況，建立合理的對(duì)比分析規(guī)則。經(jīng)充分研究后，本工具的上述兩對(duì)字段的比較規(guī)則可以按照?qǐng)D5中的自定義的python函數(shù)設(shè)置，這里表達(dá)式的類型為“PYTHON_9.3”。

圖5 對(duì)比分析

5 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)選取了古浪縣泗水鎮(zhèn)面積約152.77 km2的三調(diào)數(shù)據(jù)，如圖6所示,圖斑數(shù)量約有13 558個(gè)，舉證圖斑數(shù)量約有378個(gè)，進(jìn)行了人工檢查方法、逐步使用ArcGIS提供的工具和本文提出的方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。這里“逐步使用ArcGIS提供的工具檢查”的方法主要使用了“空間連接”和“字段計(jì)算器”工具。

通過分別對(duì)三種計(jì)算方法所使用的時(shí)間、質(zhì)檢的漏檢率和質(zhì)檢的錯(cuò)誤率進(jìn)行了比較和統(tǒng)計(jì)，得到表2的統(tǒng)計(jì)情況。

圖6 實(shí)驗(yàn)區(qū)

表2 兩種方法指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

通過表2可以看出：

(1)人工檢查方法用時(shí)最長(zhǎng)，檢查的過程中會(huì)漏掉一些檢查要素，而且質(zhì)檢的結(jié)果容易出錯(cuò)。質(zhì)檢人員在整個(gè)檢查的過程中專注力需要高度集中，才能避免出錯(cuò)，消耗體力較大；

(2)本文提出的方法用時(shí)最短，準(zhǔn)確率高，處理過程比方法二更簡(jiǎn)單，只需輸入便可得到輸出結(jié)果，省去了中間復(fù)雜的處理流程。

6 結(jié) 語

本文在充分分析三調(diào)技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，利用ArcGIS平臺(tái)的模型構(gòu)建器，把第三次國(guó)土調(diào)查圖斑與舉證圖斑屬性信息一致性質(zhì)檢過程中使用的一系列工具組合成一個(gè)工作流模型，實(shí)現(xiàn)了僅僅需要完成一個(gè)簡(jiǎn)單操作，例如添加數(shù)據(jù)、輸入圖層、輸出路徑等操作，即可完成所有質(zhì)檢處理流程的目標(biāo)。這種方法封裝了具體的處理流程，操作簡(jiǎn)單，結(jié)果可靠，操作人員只需簡(jiǎn)單的編程基礎(chǔ)，就能實(shí)現(xiàn)專業(yè)研發(fā)軟件同等的功效。它不僅可以有效地避免單步操作產(chǎn)生的各種冗余數(shù)據(jù)，也可以將模型經(jīng)過簡(jiǎn)單的微調(diào)如代碼修改、工具修改等，就能適用于下一個(gè)生產(chǎn)項(xiàng)目，大大提高了工具開發(fā)效率，具有很大的靈活性和可擴(kuò)展性，可以為測(cè)繪生產(chǎn)提供高性價(jià)比的解決方案[5]。