基于模型構(gòu)建器的三調(diào)地類變化類型標(biāo)注方法研究

陳懷文

摘? 要? 地類不一致圖斑信息作為實(shí)地調(diào)查和調(diào)查結(jié)果國家級核查的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，人工逐個圖斑核實(shí)地類變化結(jié)果的工作量大且差錯率高。為保證內(nèi)業(yè)信息提取工作順利開展，有效支撐第三次全國土地調(diào)查工作穩(wěn)步實(shí)施，本文通過對比三調(diào)初始庫和年度土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫，提取地類一致圖斑和地類不一致圖斑，并標(biāo)注地類不一致圖斑的地類變化類型。利用ArcGIS模型構(gòu)建器對三調(diào)地類變化類型標(biāo)注方法進(jìn)行建模，生成地類變化類型標(biāo)注工具。該工具標(biāo)注地類變化類型準(zhǔn)確，輔助作業(yè)員核實(shí)地類變化結(jié)果，有效提高了工作效率。

關(guān)鍵詞? 第三次全國國土調(diào)查;地類變化類型標(biāo)注;模型構(gòu)建器

中圖分類號：TP312，P272? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-5603（2021）01-07-5

Abstract： Inconsistent land use type land patch， as an important basic data for field survey and national verification of survey results， it is a heavy workload and high error rate to manually verify the change result of land use type one by one. In order to ensure office information extraction progresses smoothly ， and support the steady execution of the third national land survey ，by comparing the initial database of the third national land survey and the database of annual land use change survey， the consistent land use type land patch and inconsistent land use type land patch has been extracted， and the change type of inconsistent land use type land patch has been labelled. The method of labelling land use change types has been modelled by using ArcGIS model builder， and land use change type labelling tool has been generated. The labelling tool can accurately label the land use change type， and assist operators to verify change results of land use type，? and improve work efficiency greatly.

Keywords： the third national land survey; land use change types labelling; model builder of ArcGIS

根據(jù)《中華人民共和國土地管理法》、《土地調(diào)查條例》有關(guān)規(guī)定，我國自2017年起開展第三次全國國土調(diào)查工作（以下簡稱三調(diào)）。湖南省充分利用1：2000基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、國家下發(fā)的最新遙感影像、2017年度土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫（以下簡稱“變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫”）等已有成果，以縣級行政區(qū)域?yàn)閱挝?，開展內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和影像解譯工作，采集土地利用現(xiàn)狀圖斑界線，預(yù)判圖斑地類，標(biāo)注疑問圖斑和外業(yè)舉證圖斑，形成第三次國土調(diào)查初始庫成果（以下簡稱三調(diào)初始庫）[1]。在全野外核查圖斑屬性前，縣市區(qū)以三調(diào)初始庫為基礎(chǔ)，采用高清遙感影像對地類圖斑屬性進(jìn)行核實(shí)。對于國家下發(fā)的不一致圖斑外，原數(shù)據(jù)庫圖斑類型與影像特征不一致的、根據(jù)影像特征和其他參考資料也無法內(nèi)業(yè)確認(rèn)用途的、圖斑邊界根據(jù)影像數(shù)據(jù)特征無法確認(rèn)的、內(nèi)業(yè)判讀難以明確細(xì)化屬性的自主變更圖斑，需要進(jìn)行“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證[2，3]。三調(diào)工作時間緊，任務(wù)重，不一致圖斑在數(shù)據(jù)處理過程中占據(jù)很大比重[4]。地類變化圖斑的分類標(biāo)注，對于提高外業(yè)調(diào)查、舉證的針對性，減少“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證的工作量具有重要的作用。

許風(fēng)亮與蘇強(qiáng)（2019）強(qiáng)利用FME對三調(diào)前期數(shù)據(jù)處理和影像鑲嵌提出了一種可行的操作方法[5]。周俊暉（2020）在ArcGIS平臺上利用ArcPy二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)基于綜合位置和尺度的空間相似度方法，對三調(diào)數(shù)據(jù)自動賦值和關(guān)聯(lián)[6]。郭海泉（2019）調(diào)用ArcObjects開發(fā)接口，基于ArcMap Addin開發(fā)框架，開發(fā)了尖角檢查工具[7]。馬博超（2019）基于ArcGIS Engine（AE）研發(fā)針對三調(diào)數(shù)據(jù)庫成果的縣級數(shù)據(jù)質(zhì)檢軟件[8]。張玉梅（2019）將第二次全國土地調(diào)查中解決地類邏輯不一致的處理方法，用于處理三調(diào)外業(yè)核實(shí)調(diào)查中出現(xiàn)的地類邏輯不一致的情況，并開發(fā)小組件輔助數(shù)據(jù)檢查[9]。以上研究中沒有對三調(diào)初始庫與變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫進(jìn)行地類變化分析，李曉衛(wèi)等（2019）基于FME設(shè)計和實(shí)現(xiàn)了第三次全國國土調(diào)查中新增的建設(shè)用地圖斑、原有耕地內(nèi)部二級地類發(fā)生變化的圖斑、原有農(nóng)用地判讀為未利用地的圖斑等重點(diǎn)地類變化圖斑的提取[10]，但只對一級地類變化類型進(jìn)行分析，沒有細(xì)分到二級地類，且三調(diào)的數(shù)據(jù)編輯是在GIS平臺下作業(yè)的，加入一個新軟件，會增加作業(yè)人員的學(xué)習(xí)成本。

利用ArcGIS的模型構(gòu)建器將三調(diào)地類變化類型標(biāo)注方法進(jìn)行建模，對比三調(diào)初始庫與變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫，分析三調(diào)初始庫與變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫的地類變化類型，提取地類一致圖斑和地類不一致圖斑，并標(biāo)注地類不一致圖斑的變化類型，輔助內(nèi)業(yè)人工檢查疑問圖斑，具有軟件平臺統(tǒng)一、學(xué)習(xí)操作容易的優(yōu)勢。

1? ? 三調(diào)與二調(diào)的地類變化

三調(diào)相較于年度土地變更調(diào)查是對“已有內(nèi)容的細(xì)化、變化內(nèi)容的更新、新增內(nèi)容的補(bǔ)充”，三調(diào)的工作分類在二調(diào)的基礎(chǔ)上做了細(xì)分，二調(diào)地類分類與三調(diào)工作分類轉(zhuǎn)換關(guān)系對應(yīng)表如表1所示。

湖南省第三次國土調(diào)查技術(shù)實(shí)施細(xì)則中明確規(guī)定，對于初始庫與最新年度土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加，提取地類變化圖斑，逐個核實(shí)變化圖斑地類認(rèn)定的準(zhǔn)確性。經(jīng)分析三調(diào)初始庫和變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫的地類代碼及變化類型，地類變化類型分類如下：耕地減少，是變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中地類為耕地，三調(diào)初始庫中為非耕地地類;建設(shè)用地減少，是變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中為建設(shè)用地，三調(diào)初始庫中為非建設(shè)用地;新增耕地，是變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中為非耕地地類，三調(diào)初始庫中為耕地地類;園林地之間變化，是從變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中的園地變成三調(diào)初始庫中的林地，或者從變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫的林地變?yōu)槿{(diào)初始庫中的園地。園林地內(nèi)部變化，是變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中為園林地，三調(diào)初始庫中同樣為園林地，但是在細(xì)化分類中地類不一樣;行政界線調(diào)整變化，是指行政界線調(diào)整造成變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中地類與三調(diào)初始庫中地類不一致;未利用地增加為林地，是變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中為未利用地，三調(diào)初始庫中為林地;新增可調(diào)整地類，在變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中不是可調(diào)整地類，而三調(diào)初始庫中為可調(diào)整地類;未利用地增加，在變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中為農(nóng)用地或建設(shè)用地，而三調(diào)初始庫中為未利用地;耕地內(nèi)部變化，在變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中為耕地，三調(diào)初始庫中同樣是耕地，但是細(xì)化分類不一致;新增建設(shè)用地，在變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中不是建設(shè)用地，而三調(diào)初始庫中為建設(shè)用地。變化類型為其他類型，是指除上述變化類型之外的其他地類變化。

2? 地類變化類型標(biāo)注

2.1 標(biāo)注方法

將變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫的地類編碼，按照《湖南省第三次國土調(diào)查技術(shù)實(shí)施細(xì)則》的二調(diào)地類和三調(diào)地類工作分類轉(zhuǎn)換關(guān)系表，轉(zhuǎn)換為第三次國土調(diào)查工作的分類編碼。利用ArcGIS的“標(biāo)識”工具對三調(diào)初始庫與變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫進(jìn)行疊加分析，按照二調(diào)圖斑界線將三調(diào)圖斑分割后進(jìn)行屬性賦值，通過前后地類編碼的對比，判斷地類圖斑地類變化類型并進(jìn)行標(biāo)注。地類變化類型標(biāo)注方法流程如圖1所示。

（1）地類分類代碼轉(zhuǎn)換。變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中地類圖斑掛接地類轉(zhuǎn)換關(guān)系表，將變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫的地類編碼進(jìn)行屬性賦值，轉(zhuǎn)換二調(diào)的地類編碼為三調(diào)的地類編碼。

（2）數(shù)據(jù)疊加分析。采用標(biāo)識工具將三調(diào)初始庫和變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫進(jìn)行疊加分析，實(shí)現(xiàn)三調(diào)初始庫的圖斑分割，以及三調(diào)初始庫與變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫的地類編碼關(guān)聯(lián)。

（3）拆分多部件為簡單要素。用多部件至單部件工具將疊加分析后的數(shù)據(jù)拆分成簡單要素圖斑，以便于剔除碎小圖斑和逐個圖斑復(fù)核。

（4）計算面積周長比。計算每個簡單要素圖斑的面積周長比，用于判斷圖斑是否為帶狀圖斑。

（5）剔除帶狀圖斑和碎小圖斑。根據(jù)三調(diào)技術(shù)規(guī)程，面積周長比小于4的為帶狀圖斑，小于最小上圖面積標(biāo)準(zhǔn)的為碎小圖斑。帶狀圖斑和碎小圖斑是由于三調(diào)初始庫和變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫的圖斑線不套合造成的，并不影響圖斑地類的判定，因此不需要復(fù)核。

（6）判斷地類編碼是否一致。通過判斷標(biāo)識后數(shù)據(jù)中來自兩個數(shù)據(jù)庫的地類編碼是否一致，篩選出地類一致圖斑和地類不一致圖斑。

（7）地類一致圖斑處理。將三調(diào)初始庫與變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫的地類編碼一致的圖斑導(dǎo)出為一致圖斑文件，用于檢查地類與影像的一致性。

（8）地類不一致圖斑處理。根據(jù)第三次全國國土調(diào)查技術(shù)規(guī)程規(guī)定，剔除部分可不核查的圖斑。如剔除三調(diào)初始庫為裸巖石礫地、變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫為裸地的圖斑;剔除三調(diào)初始庫和變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫均為建設(shè)用地的圖斑;剔除原坑塘調(diào)查為養(yǎng)殖坑塘的圖斑（剔除前需要概查地類是否準(zhǔn)確）;剔除農(nóng)村道路和溝渠圖斑（剔除前需要概查地類是否準(zhǔn)確）。

（9）地類圖斑變化類型標(biāo)注。需要標(biāo)注地類變化的圖斑類型有：耕地減少圖斑、建設(shè)用地減少圖斑、新增耕地圖斑、園林地之間變化圖斑、園林地內(nèi)部變化圖斑、未利用地增加為林地圖斑、行政界線調(diào)整變化圖斑、新增可調(diào)整地類圖斑、未利用地增加圖斑、耕地內(nèi)部變化圖斑、新增建設(shè)用地圖斑、其他類型變化圖斑。

2.2 標(biāo)注模型

模型構(gòu)建器是ArcGIS用來創(chuàng)建、編輯和管理模型的應(yīng)用程序，用于創(chuàng)建和運(yùn)行包含一系列工具的工作流，可以看成是一種可視化編程語言，具有簡單易用、不需要編程經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，且模型構(gòu)建器組建的工作流處理模型，可以和ArcGIS進(jìn)行集成，完成更復(fù)雜的處理操作。通過模型構(gòu)建器將地類變化類型標(biāo)注方法流程圖中所需要的數(shù)據(jù)和工具，依技術(shù)處理流程構(gòu)建成一個完整的工作流，完全封裝內(nèi)部數(shù)據(jù)處理細(xì)節(jié)，只需要設(shè)置數(shù)據(jù)輸入和輸出為模型參數(shù)，讓用戶自主輸入三調(diào)初始庫、變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫、一致圖斑保存路徑、不一致圖斑保存路徑，即可以完成三調(diào)初始庫與變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫地類變化類型標(biāo)注。模型運(yùn)行界面如圖2所示。

3? ? 實(shí)例分析

采用湖南省某縣三調(diào)初始庫成果和變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫，運(yùn)用地類變化類型標(biāo)注模型開展了試驗(yàn)，其中地類不一致圖斑中標(biāo)注地類變化類型12種，標(biāo)注不一致圖斑170123個，其中新增建設(shè)用地圖斑標(biāo)注34855個，耕地減少圖斑32485個，新增耕地31754個，建設(shè)用地減少21774個，園林地內(nèi)部變化20130個。地類變化類型標(biāo)注模型運(yùn)行結(jié)果如圖4所示，地類變化類型標(biāo)注結(jié)果分類統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

經(jīng)作業(yè)人員核實(shí)，地類變化類型標(biāo)注準(zhǔn)確，根據(jù)地類變化類型標(biāo)注結(jié)果統(tǒng)計表得知，地類變化類型標(biāo)注模型標(biāo)注類型細(xì)化，標(biāo)注的結(jié)果有助于內(nèi)業(yè)檢核，提高數(shù)據(jù)處理效率。

4? ? 結(jié)語

基于ArcGIS模型構(gòu)建器，經(jīng)過三調(diào)初始庫和變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫的疊加分析、剔除帶狀圖斑和碎小圖斑，將三調(diào)初始庫的圖斑切分為地類一致圖斑和地類不一致圖斑，并對地類不一致圖斑進(jìn)行變化類型的細(xì)分和標(biāo)注，準(zhǔn)確地提取需要重點(diǎn)核實(shí)的地類變化圖斑，為作業(yè)員內(nèi)業(yè)重點(diǎn)核實(shí)重點(diǎn)地類變化圖斑提供有效依據(jù)，在實(shí)際工作中得到廣泛應(yīng)用，為高效完成第三次國土調(diào)查工作提供了有效支撐。通過詳細(xì)分析數(shù)據(jù)處理流程和最后預(yù)期結(jié)果，采用ArcGIS的模型構(gòu)建器構(gòu)建數(shù)據(jù)處理流程模型，能快速處理數(shù)據(jù)得到結(jié)果，提高數(shù)據(jù)處理效率，對以后數(shù)據(jù)處理量大、作業(yè)工序多的項(xiàng)目提高自動處理比例具有一定的參考意義。繼續(xù)優(yōu)化數(shù)據(jù)處理流程，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)處理效率是下一步要繼續(xù)研究的內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)/References

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