劉姝穎

(遼寧省林業(yè)調查規(guī)劃院，遼寧 沈陽 110122)

利用ArcGIS實現(xiàn)林地“一張圖”與國土數(shù)據(jù)銜接對比

劉姝穎

(遼寧省林業(yè)調查規(guī)劃院，遼寧 沈陽 110122)

以林地“一張圖”與第二次全國土地調查成果進行地類銜接對比為例，具體論述利用ArcGIS實現(xiàn)林業(yè)資源數(shù)據(jù)與其他部門(如國土、水利、交通等部門)資源數(shù)據(jù)的銜接對比方法和步驟。同時，對應用的工具進行系統(tǒng)地介紹，并對功能相近的工具選擇進行分析。

ArcGIS；林地“一張圖”；國土數(shù)據(jù)；銜接對比

林地變更調查工作是在林地“一張圖”基礎上，綜合最新森林資源清查數(shù)據(jù)(一類連清)、森林資源檔案數(shù)據(jù)、土地利用總體規(guī)劃、第二次全國土地調查成果(下文中簡稱“國土數(shù)據(jù)”)，收集林業(yè)經(jīng)營區(qū)劃數(shù)據(jù)(包括：森林采伐、造林、撫育、新成林等)和林地變化(包括征占林地和新增林地)數(shù)據(jù)，通過2008年和2015年2期遙感影像地類判讀，結合現(xiàn)地補充調查核實等技術手段，更新林地“一張圖”數(shù)據(jù)庫圖斑空間分布與管理因子屬性信息，作為林地變更調查工作的成果。其中，林地“一張圖”與國土數(shù)據(jù)的銜接對比，主要是由于國土與林業(yè)部門對土地地類劃分不一致而進行。本文以ArcGIS 9.3版本為例，具體論述利用ArcGIS實現(xiàn)林地“一張圖”與國土數(shù)據(jù)針對地類因子的銜接對比的方法和步驟。

1 銜接對比所需要準備的基礎數(shù)據(jù)、軟件和設備

1.1 林地“一張圖”數(shù)據(jù)庫

國家林業(yè)局相關技術規(guī)程[1-2]要求：以二類調查成果為基礎，利用遙感影像數(shù)據(jù)和必要的現(xiàn)地調查，以縣域單位為總體，將林地及其利用狀況落實到山頭地塊，建立縣級林地檔案數(shù)據(jù)庫，并按省國家逐級匯總提交，最后形成全國林地“一張圖、一個庫”。全國林地“一張圖”林地圖斑矢量數(shù)據(jù)主要為面狀矢量數(shù)據(jù)，以shp或GDB格式存儲[3]。 林地“一張圖”數(shù)據(jù)采用1985國家高程基準，Gauss Kruger(高斯-克呂格)投影(即橫圓柱正形投影)，3度分帶，西安1980平面直角坐標系統(tǒng)。林地變更調查工作中，林地地類記載到三級地類，其中喬木林地記載到四級地類，非林地地類記載到二級地類。圖斑各級地類劃分見表1。

1.2 國土數(shù)據(jù)

國土數(shù)據(jù)庫，即第二次全國土地調查成果數(shù)據(jù)庫，國土圖斑矢量數(shù)據(jù)為面狀矢量數(shù)據(jù)，以MDB格式存儲，包括2個圖層：DLTB(獨立圖斑)和XZDW(行政單位)。國土圖斑地類按土地用途劃分為耕地、園地、林地、草地、商服用地、工礦倉儲用地、住宅用地、公共管理與公共服務用地、特殊用地、交通運輸用地、水域及水利設施用地、其他土地12個一級類；按經(jīng)營特點、利用方式和覆蓋特征續(xù)分為水田、水澆地、旱地、果園、茶園、其它園地、有林地、灌木林地、其它林地、天然牧草地、人工牧草地、其它草地、批發(fā)零售用地、住宿餐飲用地、商務金融用地、其它商服用地、工業(yè)用地、采礦用地、倉儲用地、城鎮(zhèn)住宅用地、農村宅基地、機關團體用地、新聞出版用地、科教用地、醫(yī)衛(wèi)慈善用地、文體娛樂用地、公共設施用地、公園與綠地、風景名勝設施用地、軍事設施用地、使領館用地、監(jiān)教場所用地、宗教用地、殯葬用地、鐵路用地、公路用地、街巷用地、農村道路、機場用地、港口碼頭用地、管道運輸用地、河流水面、湖泊水面、水庫水面、坑塘水面、沿海灘涂、內陸灘涂、溝渠、水工建筑用地、冰川及永久積雪、空閑地、設施農用地、田坎、鹽堿地、沼澤地、沙地、裸地、城市、建制鎮(zhèn)、村莊、采礦用地、風景名勝及特殊用地57個二級類。DLTB(獨立圖斑)和XZDW(行政單位)2個圖層的地類屬性均采用一級地類標注。用于銜接使用的數(shù)據(jù)必須具有相同的坐標系、投影方式。此次林地變更調查工作中，國土數(shù)據(jù)同樣采用Gauss Kruger(高斯-克呂格)投影(即橫圓柱正形投影)，3度分帶，西安1980平面直角坐標系統(tǒng)。

表1 圖斑各級地類劃分表

1.3 軟件和設備

要求PC為Windows操作系統(tǒng)，安裝ArcGIS(本文以9.3版本為例)，ArcToolbox工具使用許可為ArcInfo License。

ArcGIS是一個全面、完善、可伸縮的地理信息系統(tǒng)平臺，由4個重要部分組成：桌面軟件desktop、服務器GIS軟件、嵌入式GIS軟件和移動GIS軟件。ArcView、ArcEditor和ArcInfo是三級桌面軟件ArcGIS desktop的三級產(chǎn)品，功能逐漸由弱到強、由簡單到全面，即ArcInfo是功能最強大最齊全的桌面產(chǎn)品，也是最常用于制圖的桌面產(chǎn)品[4]。ArcToolbox是地理處理工具的集合。其中的工具能夠很好地處理各種空間操作，涵蓋數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉換、矢量數(shù)據(jù)分析、柵格數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計分析等多方面的功能[5]。

2 銜接對比應用的工具及操作步驟

2.1 國土數(shù)據(jù)處理

2.1.1 要素融合(Dissolve)工具 要素融合(Dissolve)工具用來按照指定的某個屬性字段對要素進行融合[6]。

打開ArcMap應用程序，用國土數(shù)據(jù)圖層，融合出國土地類圖層，為下一步銜接對比做準備。在Input Features(輸入要素)中添加DLTB(獨立圖斑)圖層，在Output Feature Class(輸出要素類)中選擇融合后圖層的存儲路徑，在Dissolve_Field(s)(optional)(可選融合字段)中選擇按國土地類編碼(DLBM)、國土地類名稱(DLMC)進行融合。操作見圖1(圖中以2014年度遼寧省沈陽市法庫縣國土數(shù)據(jù)為例)。

2.1.2 拆分多部件要素(Multipart To Singlepart)工具 拆分多部件要素(Multipart To Singlepart)工具可以將多部件要素拆分成多個獨立的要素，在空間上不相鄰的部分都會生成一個新的要素[6]。

融合所得的國土地類圖層中每個地類面都包含若干個彼此關聯(lián)的不同圖斑，這些圖斑在空間分布上并不相鄰。為了實現(xiàn)以每一個獨立圖斑為單位進行銜接對比，需要將這些彼此關聯(lián)的圖斑拆分成彼此獨立的圖斑。通過拆分多部件要素(Multipart To Singlepart)工具可以實現(xiàn)這一目的。在Input Features(輸入要素)中添加融合后的圖層(如圖1中所示，圖層默認命名為DLTB_Dissolve)，在Output Feature Class(輸出要素類)中選擇拆分后所得圖層的存儲路徑。操作見圖2。

圖1 融合工具界面圖2 拆分多部件工具界面

2.2 林地“一張圖”與國土數(shù)據(jù)的銜接對比

圖3 一致性分析工具界面

2.2.1 添加連接(Add Join)工具和連接字段(Join Field)工具 GIS項目中所使用的地理數(shù)據(jù)可分為基礎數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)2大類。其中，基礎地理數(shù)據(jù)通常都有圖形化的空間信息，每個地物要素都有一個獨立而唯一的標識符；而業(yè)務數(shù)據(jù)有時則是非圖形化的純屬性表格，表格中通常有一列字段用于記錄該記錄所屬地物的標識符。以唯一標識符公共字段為橋梁，可以構建起純屬性表格與圖形化空間信息之間的關系，以便開展基于空間的屬性分析以及基于屬性的空間分析。添加連接(Add Join)工具可基于某公共字段，將圖層與表格視圖(或表格視圖與表格視圖)連接。連接字段(Join Field)工具可基于某公共字段，將一張表格中的內容(只能是用戶字段)追加到另一張表格中[6]。由此可見，添加連接(Add Join)工具和連接字段(Join Field)工具要求2個數(shù)據(jù)必須有一個獨立而唯一的公共字段標識符，并且不能實現(xiàn)2個具有圖形化空間信息的地理數(shù)據(jù)間的連接，故不適用于林地“一張圖”與國土數(shù)據(jù)銜接對比。

圖4 銜接對比結果

2.2.2 一致(Identity)工具 一致(Identity)工具計算輸入要素和一致要素的幾何相交，輸入要素中與一致要素不相交的部分不變，與一致要素相交的部分，獲取一致要素的屬性值，輸入要素可以是點、多點、線或者多邊形，而一致要素必須是多邊形要素類[6]。由此可見，一致(Identity)工具符合林地“一張圖”與國土數(shù)據(jù)銜接對比的要求。

在ArcMap應用程序中，添加林地“一張圖”的圖斑面圖層，對其和拆分多部件要素后所得的圖層進行一致性分析。在屬性表上，將每個圖斑的國土地類因子添加到林地地類因子后面，通過觀察、篩選、對比，即可找出林地“一張圖”與國土數(shù)據(jù)中對同一地塊地類劃分不同的小班。結合現(xiàn)地調查可最終確定該圖班的準確地類。在Input Features(輸入要素)中添加林地“一張圖”圖斑面圖層(圖3所示的XBM圖層)，在Indentity Features(一致要素)中添加拆分后的圖層(如圖2所示，圖層默認命名為DLTB_Dissolve_MultiparToSin)，在Output Feature Class(輸出要素類)中選擇進行一致性分析后所得圖層的存儲路徑。操作如圖3所示(圖中以遼寧省沈陽市法庫縣縣級林地“一張圖”圖斑面為例)。

在ArcMap應用程序中，添加一致性分析后所得圖層(如圖3所示，圖層默認命名為XBM_Identity)的屬性表，可以看到每個圖斑所對應的林地地類(如圖4所示，“地類”字段，以代碼顯示)和國土地類(如圖4所示，“DLMC”字段，以漢字顯示)屬性值。

2.3 對銜接后數(shù)據(jù)的正確性進行驗證

在林地“一張圖”和在國土數(shù)據(jù)中隨機選取幾組空間上位置相同的圖斑，選取圖形相交重疊部分，查看其在林地“一張圖”中的林地地類(C_DILEI字段)和在國土圖層中的圖斑地類(DLMC字段)，分別對照XBM_identity圖層中的C_DILEI字段值和DLMC字段值，如果一致，說明銜接結果正確。如果銜接結果有誤，則利用原始林地“一張圖”數(shù)據(jù)與國土數(shù)據(jù)，按以上步驟，重新進行銜接處理。

通過選擇提取國土數(shù)據(jù)與林地“一張圖”數(shù)據(jù)地類不一致的圖斑，剔除不夠區(qū)劃面積(面積小于667 m2)的圖斑，結合現(xiàn)地補充調查核實，從而完成林地“一張圖”與國土數(shù)據(jù)的地類銜接對比。

3 銜接對比方法在其他工作中的應用

因為調查方法和調查精度的不同及分類標準的不統(tǒng)一，林業(yè)資源數(shù)據(jù)與其他部門(如國土、水利、交通等)的資源數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)圖形和因子屬性上存在不一致的情況。結合ArcToolbox中工具的使用要求，雖然資源數(shù)據(jù)間可能不存在唯一且一致的公共字段，但在規(guī)劃圖斑的空間分布上一定有相交重疊的部分(銜接對比能夠順利進行應滿足的條件)。針對其他部門的資源數(shù)據(jù)，選取需要銜接對比的屬性因子(如上文中的地類屬性)進行融合(Dissolve)，通過一致性(Identity)分析將林業(yè)資源數(shù)據(jù)和其他部門資源數(shù)據(jù)中處在相同空間位置的圖斑的不同屬性銜接在一起。此方法可廣泛應用到滿足條件的工作中去，是一種通用的方法。

4 小結

利用文中所介紹的方法，通過ArcGIS工具箱(ArcToolbox)中要素融合(Dissolve)工具、拆分多部件要素(Multipart To Singlepart)工具和一致(Identity)工具實現(xiàn)林業(yè)“一張圖”與國土數(shù)據(jù)的銜接對比，相互校驗數(shù)據(jù)的準確性，為調查規(guī)劃工作提供了重要參考，節(jié)省了外業(yè)調查時間。銜接的成果可應用到林地變更調查、青山保護利用規(guī)劃、林地保護利用規(guī)劃等林業(yè)常規(guī)工作中。銜接的方法可應用到滿足條件的部門之間的數(shù)據(jù)銜接對比工作中。

[1]國家林業(yè)局.LY/T 1956—2011，縣級林地保護利用規(guī)劃編制技術規(guī)程[S].北京：中國標準出版社，2011.

[2]國家林業(yè)局.LY/T 1955—2011，林地保護利用規(guī)劃林地落界技術規(guī)程[S].北京：中國標準出版社，2011.

[3]許等平，李暉，龐麗杰，等.全國林地“一張圖”數(shù)據(jù)庫建設及擴展應用[J].林業(yè)資源管理，2015(5)：36-43.

[4]刑文鋒，李先艷，萬曉燕，等.用ArcGIS制作林業(yè)項目規(guī)劃設計圖模板[J].林業(yè)建設，2012(4)：47-49.

[5]劉姝穎.ArcGIS在林業(yè)制圖中的應用[J].福建林業(yè)科技，2015(2)：247-252.

[6]邢超，李斌，唐秀華.ArcGIS學習指南——ArcToolbox[M].北京：科學出版社，2010.

Realizing Cohesion Contrast Between Forest-land ″One Map″ and Land Data by Utilizing ArcGIS

LIU Shuying

(LiaoningForestryInvestigationPlanningInstitute，Shenyang110122，Liaoning，China)

In this paper，with performing land category cohesion contrast on forest-land “one map” and the second state land investigation result as an example，methods and steps for discussing cohesion contrast between forestry resource data and resource data of other departments (such as Land and Resources Bureau，Ministry of Water Resources，Ministry of Transport，etc.) by utilizing ArcGIS are described in detail.Meanwhile，applied tools are systematically introduced，and the selection of tools similar in function is analyzed.

ArcGIS；forest land ″one map″；land data；cohesion contrast

10.13428/j.cnki.fjlk.2017.01.017

2016-08-04；

2016-09-23

劉姝穎(1983—)，女，遼寧沈陽人，遼寧省林業(yè)調查規(guī)劃院林業(yè)工程師，從事林業(yè)信息化工作。E-mail：venus0721@163.com。

S758.61

A

1002-7351(2017)01-0073-04