昝建春

(云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，云南 昆明 650051)

GIS建模技術在林地變更調(diào)查數(shù)據(jù)與國土資源數(shù)據(jù)銜接中的應用

昝建春

(云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，云南 昆明 650051)

為了銜接林地變更調(diào)查數(shù)據(jù)與國土資源數(shù)據(jù)，需要提前進行林業(yè)與國土地類差異情況分析，目前主要采用ArcGIS空間分析方法進行分析處理，但是處理過程繁雜，易出錯。文中采用ArcGIS空間分析模型生成器對差異情況過程進行模型化處理，對差異情況處理過程進行建模，綜合不同差異類型模型，得出林業(yè)與國土地類差異分析模型。通過模型的構建及應用，驗證了該模型方法的科學性與可靠性，較常規(guī)方法數(shù)據(jù)處理效率明顯提高，數(shù)據(jù)處理模型可共享。

GIS建模技術；差異分析模型；空間分析；模型生成器；林地變更調(diào)查數(shù)據(jù)；國土資源數(shù)據(jù)

林地是森林資源的重要組成部分，也是經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎和保障，肩負著生態(tài)建設與社會發(fā)展的多重使命。黨的十八屆三中全會《關于全面深化改革若干重大問題的決定》中提出“建立空間規(guī)劃體系，劃定生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間開發(fā)管制界限，落實用途管制”，其實質(zhì)是開展空間規(guī)劃。長期以來，在林地概念、范圍的界定上，林業(yè)部門與國土部門存在分歧，林業(yè)部門認定的林地面積與土地勘測定界中認定的面積存在差異甚至相差懸殊，由此經(jīng)常造成部門之間數(shù)據(jù)打架的局面，導致工作上的不便?？茖W界定林地概念、范圍，使之與土地利用總體規(guī)劃和第二次全國土地調(diào)查成果等充分銜接，是新時期對林地管理工作的新要求[1]。

隨著計算機技術的不斷發(fā)展，批量、流程化處理已成為當今ArcGIS技術的重要特征。在傳統(tǒng)的空間分析及數(shù)據(jù)處理中通常借助計算機程序語言來達到大數(shù)據(jù)的批處理或流程化處理，這種方法工作量較大，編寫計算機程序語言難度較高。ArcGIS空間分析模型指的是用于空間數(shù)據(jù)處理的一系列算法的集合，將一系列地理處理工具串聯(lián)在一起的工作流，將其中一個工具的輸出作為另一個工具的輸入[2]。利用ArcGIS提供的模型生成器(Model Builder)這一功能，在該模型生成器中架設各種地理處理模塊及相關編輯工具，能實現(xiàn)地理處理工作流和腳本的圖形化的構造，從而簡化復雜地理處理過程及規(guī)范數(shù)據(jù)處理流程，也可將模型生成器看成是用于生成工作流的可視化編程語言。

本研究采用模型生成器對云南省林地“一張圖”與土地“一張圖”地類差異情況分析方法及過程進行模型創(chuàng)建，以達到數(shù)據(jù)分析處理流程化的目的。GIS空間分析建立的模型能科學、高效地實現(xiàn)云南省林業(yè)資源數(shù)據(jù)與國土資源數(shù)據(jù)的差異分析，避免了繁重的數(shù)據(jù)處理，保證了數(shù)據(jù)處理的一致性和規(guī)范性，基本實現(xiàn)了數(shù)據(jù)差異分析處理的自動化，為新時期的林地管理工作提供技術保障和經(jīng)驗積累。

1 研究課題背景

長期以來，在林地概念、范圍的界定上，林業(yè)部門與國土部門存在分歧?？茖W界定林地概念、范圍，使之與土地利用總體規(guī)劃和第二次全國土地調(diào)查成果等充分銜接，是新時期對林地管理工作的新要求。

云南省各級林業(yè)部門高度重視與國土部門的銜接工作，積極與國土部門協(xié)調(diào)，結合土地利用總體規(guī)劃、第二次全國土地調(diào)查成果等資料對之前的林地變更數(shù)據(jù)進行了認真核實調(diào)整。因國土部門與林業(yè)部門在地類分類標準、調(diào)查時間及調(diào)查方法上有所不同，導致全省林地“一張圖”與土地“一張圖”的林地及各地類面積存在差異。

2 數(shù)據(jù)來源

云南省2014年林地一張圖數(shù)據(jù)庫(簡稱：林地“一張圖”)；

云南省2013年土地變更調(diào)查成果(簡稱：土地“一張圖”)。

3 研究方法

3.1 建模方法

Model Builder是ArcGIS空間分析模型生成器。該建模方法通過提供圖形化操作工具，并用連接線將模型元素連接，在模型屬性中設置相應的參數(shù)和環(huán)境，一旦完成一個完整的可重復使用空間處理模型設計后就可以實現(xiàn)流程化空間分析處理[3]。圖形化建模工具可以將數(shù)據(jù)和空間處理工具連接起來，處理復雜的GIS任務，更大程度地實現(xiàn)GIS空間分析方法的共享。在Model Builder中，輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)和相應的空間處理工具以直觀的圖形語言表示，按有序的步驟連接起來，可以按需添加標簽來說明模型各個模塊的功能，使人們對模型的組成及執(zhí)行過程的認識更加簡單，對模型進行修改和糾錯更加容易[4]。在本研究中，針對林地“一張圖”與土地“一張圖”空間分析處理，通過使用Model Builder建模技術，完成了林地“一張圖”與土地“一張圖”差異分析的流程化處理。

3.2 建模技術流程3.2.1 數(shù)據(jù)準備及預處理

1)收集云南省2014年林地一張圖數(shù)據(jù)庫，根據(jù)模型數(shù)據(jù)需求，設置相關因子并篩選出相關的專題數(shù)據(jù)，如：林業(yè)林地、非林地等。

2)收集各縣2013年土地變更調(diào)查成果，匯總后形成云南省2013年土地變更調(diào)查成果；根據(jù)模型數(shù)據(jù)需求，篩選出相關的專題數(shù)據(jù)，如：國土林地、非林地等。

3)投影坐標系均統(tǒng)一為Xian_1980_GK_CM_99E(或105E)。

3.2.2 Model Builder建模

在對基礎數(shù)據(jù)進行預處理之后，明確對每個差異分析類型的數(shù)據(jù)處理方法以及所用空間分析工具，開始模型的創(chuàng)建。每個差異分析處理模型應盡可能做得高效簡潔，避免復雜冗余操作，必要時適當添加注釋信息，以提高其可讀性。

3.2.3 執(zhí)行結果及分析

模型創(chuàng)建并調(diào)試成功之后，運行模型，得出結果數(shù)據(jù)，即差異分析統(tǒng)計表。

圖1 林業(yè)與國土地類差異分析模型Fig.1 Variation analysis model of forestry and land type

4 模型構建及應用

4.1 差異分析模型的構建

本研究對林業(yè)與國土主要存在的3種差異類型進行分析并采用空間分析工具構建模型，具體為：

1)林業(yè)與國土均劃為林地的類型；

2)國土劃為林地，而林業(yè)沒有劃為林地的類型；

3)林業(yè)劃為林地，而國土沒有劃為林地的類型。

將預處理完成后的基礎數(shù)據(jù)添加進模型構建器中，對不同差異類型的數(shù)據(jù)分別采用空間分析工具進行處理，按有序的步驟連接輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)和相應的空間處理工具，形成一個完整的流程化空間分析處理模型[5]。

本研究構建的林業(yè)與國土地類差異分析的模型如圖1所示。

4.2 模型的驗證和運行

模型構建完成后，點擊模型構建器的菜單—模型—驗證整個模型，從而驗證模型的邏輯合理性。通過驗證后，再點擊模型構建器的菜單—模型—運行整個模型，從而得到結果數(shù)據(jù)。模型的驗證和運行如圖2所示。

圖2 模型的驗證和運行Fig.2 Verification and operation of the model

4.3 模型的應用結果

模型的輸出結果為林業(yè)與國土不同差異類型的地類及面積統(tǒng)計表。

1)林業(yè)與國土均劃為林地類型的統(tǒng)計表如圖3所示。

2)國土劃為林地，而林業(yè)沒有劃為林地類型的統(tǒng)計表如圖4所示。

3)林業(yè)劃為林地，而國土沒有劃為林地類型的統(tǒng)計表如圖5所示。

通過模型的應用結果，可直觀地將林地與土地地類差異的情況統(tǒng)計出來，用于分析林地‘一張圖’與土地‘一張圖’地類差異情況。

圖3 林業(yè)與國土均劃為林地類型統(tǒng)計表Fig.3 Woodland type statistical of forestry and land

圖4 國土劃為林地而林業(yè)沒有劃為林地類型統(tǒng)計表Fig.4 Woodland type statistical of the land except forestry

5 結論與展望

對林地與土地地類差異分析流程模型化，結合研究區(qū)域?qū)嶋H情況對模型處理結果進行分析對比，可以看出模型處理結果與實際有著很好的一致性，驗證了GIS建模技術的可靠性及適用性。在原本復雜難懂的計算機程序處理方法的基礎上，GIS建模方法是一個重大進步，使得GIS批處理、流程化處理變得簡單易行，并且保證了數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量，為大數(shù)據(jù)的批處理、流程化處理提供了一種新的解決方案，同時也為林地‘一張圖’與土地‘一張圖’充分銜接的管理工作提供了技術支撐。

在模型創(chuàng)建中還可以使用Python語言與建模技術相結合，根據(jù)實際需求進行腳本工具開發(fā)，從而增強模型構建器的實用性以及靈活性。

圖5 國土劃為林地而林業(yè)沒有劃為林地類型統(tǒng)計表Fig.5 Woodlandtypestatisticalofthelandexceptforestry

[1] 國家林業(yè)局森林資源管理司.關于做好全國林地變更調(diào)查工作的補充通知(資地函[2015]17號)[Z].2015.

[2] 湯國安，楊昕. ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實驗教程[M].北京:科學出版社，2006:16-17.

[3] 陳應躍，甘淑，田禹東，等. 山區(qū)土地評價的GIS空間分析建模研究[J].國土資源遙感，2015，27(2)：196-200.

[4] 周揚，李瀟麗，吳文祥，等. 基于Model Builder的庫區(qū)生態(tài)敏感性分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37(29)：14272-14275，14322.

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[6] JOHNSTON K. Using ArcGIS Geostatistical Analyst[M].Redlands:Esri Press，2004:280.

Application of GIS Spatial Model in Forestland Change Data Linked up Land Resources Data

ZAN Jianchun

(Yunnan Institution of Forest Inventory and Planning, Kunming 650051, China)

In order to link up the forest land change date and land l resources data, this paper analyzed the variation of land types and forestry. At present, researchers in this field usually use ArcGIS spatial analysis, but the process is complicated and easy to make errors. In this paper, the authors use the spatial analysis model of ArcGIS generator model to conduct the calculation process and to build model by the dealing process of the variation in land types. After integrating different types of models, we can get the analysis model that link up the forestry resources data with land resources data. By building and applying of the model, this study tested the scientific character and reliability of the GIS model methods, and compared with the conventional methods, the model could improve the efficiency of data processing obviously and share the data processing with another.

GIS modeling technology; variation analysis; spatial analysis; model builder; forestry land change data; land resources data

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.01.004

2017-01-23.

昝建春(1986-)，男，云南祥云人，助理工程師.從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃與林業(yè)地理信息系統(tǒng)研究.

TP751.1；P208

A

1671-3168(2017)01-0016-05