李小強(qiáng) 馬世龍 馮申申

摘 要：在國(guó)土日常管理中，常需要將地理數(shù)據(jù)庫(kù)中的地塊信息提取出來(lái)并導(dǎo)入國(guó)土資源管理系統(tǒng)。其中，地塊坐標(biāo)信息提取的常規(guī)方法步驟煩瑣，效率較低。本文論述了基于ArcGIS Model Builder構(gòu)建地塊報(bào)備坐標(biāo)信息提取模型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的方法，將一系列地理處理工具串聯(lián)在一起，快速構(gòu)建了地塊坐標(biāo)信息提取模型。與傳統(tǒng)地塊坐標(biāo)信息提取方法相比，此模型可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化、流程化處理，省去中間數(shù)據(jù)，避免常規(guī)方法煩瑣的操作步驟，大大提高了地理數(shù)據(jù)處理效率。

關(guān)鍵詞：ArcGIS;Model Builder;模型;地理處理;國(guó)土管理

中圖分類號(hào)：P208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）17-0022-04

Research on Extraction Model Construction of Parcel Report Coordinate Information Based on ArcGIS Model Builder

LI Xiaoqiang1 MA Shilong2 FENG Shenshen1

（1. Zhengzhou Railway Vocational & Technical College，Zhengzhou Henan 451460;2. Henan Surveying and Mapping Vocational College，Zhengzhou Henan 451460）

Abstract： In the daily management of land， it is often necessary to extract the land information in the geographic database and import it into the land and resources management system. Among them， the conventional method of parcel coordinate information extraction is cumbersome and has low efficiency. This paper discussed the design and implementation of the model for extracting coordinate information of plots based on ArcGIS Model Builder， and connected a series of geoprocessing tools together to quickly construct a parcel coordinate information extraction model. Compared with the traditional parcel coordinate information extraction method， this model can realize data automation and process processing， save intermediate data， avoid the cumbersome operation steps of conventional methods， and greatly improve the efficiency of geographic data processing.

Keywords： ArcGIS;Model Builder;model;geoprocessing;land management

ArcGIS是一個(gè)強(qiáng)大、高性能的制圖和分析平臺(tái)，為用戶提供完整的解決方案，在測(cè)繪、國(guó)土、地質(zhì)勘探、林業(yè)、環(huán)保、應(yīng)急救災(zāi)等行業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。ArcGIS系統(tǒng)下的Model Builder應(yīng)用程序可用來(lái)創(chuàng)建、編輯和管理模型。變量是模型中用于保存值或?qū)Υ疟P(pán)數(shù)據(jù)進(jìn)行引用的元素，輸入和輸出變量通過(guò)連接符連接到地理處理工具，將一個(gè)工具的輸出作為另一個(gè)工具的輸入，進(jìn)而可以串聯(lián)起一系列地理處理工具的工作流[1-2]，人們也可將模型看作是一種可視化的編程語(yǔ)言。與傳統(tǒng)基于菜單和單獨(dú)處理工具的模式相比，Model Builder具有自動(dòng)處理流程、共享數(shù)據(jù)處理、記錄與文檔化以及模型與編程結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)[3]。

在國(guó)土資源管理中，土地利用規(guī)劃調(diào)整、建設(shè)用地報(bào)批、土地供應(yīng)、土地整治、耕地保護(hù)等業(yè)務(wù)需要提取某一地塊的空間位置、幾何、屬性等信息，并將這些信息報(bào)備到國(guó)土資源管理系統(tǒng)平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)國(guó)土資源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、共享、交換、更新、集成應(yīng)用、業(yè)務(wù)整合等。地塊報(bào)備信息中，屬性信息可套合其他數(shù)據(jù)通過(guò)屬性查詢或識(shí)別分析獲取，實(shí)現(xiàn)較為容易?？臻g位置和幾何信息，即拐點(diǎn)坐標(biāo)信息提取較為困難。

本文以建設(shè)用地報(bào)批業(yè)務(wù)中地塊報(bào)備坐標(biāo)信息提取為例（見(jiàn)圖1），論述基于ArcGIS Model Builder構(gòu)建地塊報(bào)備坐標(biāo)信息提取模型的方法。

1 地塊報(bào)備坐標(biāo)信息提取的常規(guī)方法

在工作中，通常是將外業(yè)勘測(cè)數(shù)據(jù)與土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)、土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)、國(guó)有和集體所有等權(quán)屬庫(kù)疊加分析，確定建設(shè)用地報(bào)批地塊的范圍，而現(xiàn)狀庫(kù)、規(guī)劃庫(kù)、權(quán)屬庫(kù)等多以shapefile、地理數(shù)據(jù)庫(kù)的形式進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。因此，在ArcGIS平臺(tái)中疊加分析得到的建設(shè)用地報(bào)批地塊范圍，也是以shapefile、地理數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的。常規(guī)的地塊報(bào)備坐標(biāo)信息提取有以下兩種方法。

1.1 利用南方CASS軟件

在ArcGIS中將shapefile、地理數(shù)據(jù)庫(kù)格式的地塊導(dǎo)出為DWG格式數(shù)據(jù);在南方CASS軟件的“地籍”菜單中選擇“復(fù)合線轉(zhuǎn)為權(quán)屬線”命令，將每個(gè)地塊轉(zhuǎn)為權(quán)屬線并進(jìn)行宗地編號(hào);點(diǎn)擊“地籍”菜單中“繪制地籍表格”的“界址點(diǎn)成果表（Excel）”，依次選擇每個(gè)地塊即可將地塊坐標(biāo)導(dǎo)出到Excel表格中。

此方法的優(yōu)點(diǎn)在于多數(shù)測(cè)繪人員對(duì)CASS軟件操作熟練，易于掌握，缺點(diǎn)是需要在不同軟件之間切換，當(dāng)?shù)貕K數(shù)較多時(shí)，每個(gè)地塊坐標(biāo)提取均需要重復(fù)上述操作，效率大大降低，而且在選擇地塊時(shí)容易遺漏或重復(fù)。

1.2 利用ArcGIS菜單和地理處理工具

調(diào)用ArcToolBox（ArcGIS系統(tǒng)工具箱）下Data Management Tools（數(shù)據(jù)管理工具箱）中的Feature Vertices To Points（要素折點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)）地理處理工具將地塊要素轉(zhuǎn)換為點(diǎn)要素;利用Add Field（增加字段）工具向地塊要素圖層中添加X(jué)、Y坐標(biāo)字段或在圖層屬性表中右鍵添加X(jué)、Y坐標(biāo)字段;利用Calculate Field（計(jì)算字段）工具編寫(xiě)計(jì)算公式，分別計(jì)算X、Y坐標(biāo)，或在圖層屬性表中右鍵X、Y坐標(biāo)字段，利用快捷菜單中的“計(jì)算幾何”計(jì)算X、Y值;打開(kāi)屬性表將其導(dǎo)出為DBF格式的數(shù)據(jù)，然后利用Excel表格便可將其打開(kāi)編輯另存。

此方法在ArcGIS軟件中便可對(duì)多個(gè)地塊進(jìn)行批量操作，減少了每個(gè)地塊操作的重復(fù)工作，缺點(diǎn)是步驟較多，若對(duì)ArcGIS軟件不熟悉，工具運(yùn)用較為困難。

2 Model Builder建模提取地塊報(bào)備坐標(biāo)信息

作為可視化的編程語(yǔ)言，Model Builder進(jìn)行建模的關(guān)鍵是將數(shù)據(jù)處理過(guò)程分解為一系列地理處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作流[4]，本文構(gòu)建的地塊報(bào)備坐標(biāo)信息提取模型運(yùn)行流程如圖2所示。

2.1 多部件要素分解

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)空間疊加分析得到的地塊數(shù)據(jù)可能存在多部件要素，造成數(shù)據(jù)中存儲(chǔ)的某一地塊要素在空間上是由兩個(gè)以上分離的多邊形地塊組成的。如果直接將多部件地塊要素的拐點(diǎn)坐標(biāo)提取出來(lái)，會(huì)造成各個(gè)部分的地塊坐標(biāo)連接在一起，無(wú)法區(qū)分。因此，首先需要將多部件的地塊要素分解為獨(dú)立地塊要素。在ArcGIS模型構(gòu)建器的畫(huà)布中添加Data Management Tool中的Multipart To Singlepart（多部件至單部件）工具，設(shè)置“多部件至單部件”工具的輸入和輸出變量。

2.2 折點(diǎn)轉(zhuǎn)換為點(diǎn)要素

調(diào)用Feature Vertices To Points（要素折點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)）工具，可將地塊各個(gè)拐點(diǎn)（折點(diǎn)）轉(zhuǎn)換為點(diǎn)要素。用連接符將“多部件至單部件”工具的輸出連接到“要素折點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)”工具，作為“要素折點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)”工具的輸入數(shù)據(jù)。

2.3 添加X(jué)、Y坐標(biāo)

調(diào)用Add XY（添加X(jué)、Y坐標(biāo)）工具，可以自動(dòng)將字段POINT_X和POINT_Y添加到2.2生成的點(diǎn)要素屬性表中，并計(jì)算其坐標(biāo)值。用同樣的方法將“要素折點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)”工具的輸出作為該工具的輸入。如果地塊要素中含有Z值，還將自動(dòng)添加和計(jì)算POINT_X字段。

2.4 屬性表導(dǎo)出為Excel

ArcToolBox中內(nèi)置了一些利用Python語(yǔ)言創(chuàng)建的地理處理工具，擴(kuò)展了ArcGIS地理處理能力。Table To Excel（表轉(zhuǎn)Excel）工具即是此類型工具，利用該工具可將表或?qū)傩员磙D(zhuǎn)換為Excel文件。向模型中添加“表轉(zhuǎn)Excel”工具，并將“添加X(jué)Y坐標(biāo)”工具的輸出作為“表轉(zhuǎn)Excel”工具的輸入。

2.5 創(chuàng)建模型參數(shù)

為使用戶可以在模型工具對(duì)話框中指定相關(guān)模型的輸入與輸出，增強(qiáng)模型的共享性、界面友好性和交互性，人們需要?jiǎng)?chuàng)建模型參數(shù)和模型工具的幫助提示。設(shè)置“多部件至單部件”工具的輸入和“表轉(zhuǎn)Excel”工具的輸出，作為模型參數(shù)（變量右上角帶“P”標(biāo)識(shí)）。實(shí)現(xiàn)地塊報(bào)備坐標(biāo)信息提取功能的完整模型如圖3所示，該模型工具運(yùn)行對(duì)話框如圖4所示，工具對(duì)話框右側(cè)包含了該模型工具和相關(guān)參數(shù)的幫助提示。

2.6 利用模型完成地塊報(bào)備坐標(biāo)信息提取

模型構(gòu)建完成后，可共享到安裝有ArcGIS軟件的其他計(jì)算機(jī)上使用，無(wú)須再次構(gòu)建模型。在模型工具對(duì)話框中設(shè)置輸入輸出數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊確定，即可將某地塊要素圖層中的所有地塊坐標(biāo)信息批量提取出來(lái)，不會(huì)破壞原始數(shù)據(jù)且未生成中間數(shù)據(jù)。以某一批次建設(shè)用地報(bào)批地塊為例，該批次共有10個(gè)地塊，利用該模型提取坐標(biāo)運(yùn)行結(jié)果，如圖5所示，模型工具運(yùn)行總耗時(shí)3.94 s，相較于常規(guī)方法（ArcGIS菜單和地理處理工具約需要3 min，利用南方CASS軟件約需要6 min），大大提高了提取效率。

3 結(jié)語(yǔ)

本文論述了基于ArcGIS Model Builder構(gòu)建地塊報(bào)備坐標(biāo)信息提取模型的過(guò)程，本模型也可實(shí)現(xiàn)線類型要素的拐點(diǎn)坐標(biāo)信息的提取。通過(guò)Model Builder建模的方法，將一系列地理處理工具串聯(lián)在一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化、流程化處理，避免了常規(guī)方法煩瑣的操作步驟，也省去了中間數(shù)據(jù)，大大提高了地理數(shù)據(jù)處理效率。Model Builder為用戶提供了快速訂制符合特定業(yè)務(wù)需求地理處理工具的途徑，在地理信息數(shù)據(jù)處理應(yīng)用中可以發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊志軍，譚玉屏，王建體，等.ArcGIS數(shù)據(jù)建模工具（Model Builder）應(yīng)用實(shí)例[J].山東林業(yè)科技，2014（1）：75-76.

[2]林璐，馬麗華，陳延博，等.利用ArcGIS模型構(gòu)建器實(shí)現(xiàn)矢量數(shù)據(jù)整合的方法[J].地理空間信息，2018（4）：62-63.

[3]劉江濤，吳發(fā)富，王建雄，等.基于ArcGIS建模器的數(shù)據(jù)處理模型在摩洛哥地球化學(xué)填圖中的應(yīng)用[J].地質(zhì)科技情報(bào)，2017（5）：1-6.

[4]宋仁波，江南，殷彪，等.基于ArcGIS ModelBuilder的復(fù)雜地質(zhì)體自動(dòng)建模方法[J].工程地質(zhì)學(xué)，2017（2）：393-401.