丁曉莉

(甘肅省測繪工程院，甘肅 蘭州 730000)

根據《國務院關于開展第三次全國土地調查的通知》要求，第三次國土調查(以下簡稱“三調”)的主要任務是在第二次全國土地調查(以下簡稱“二調”)成果基礎上，按照國家統(tǒng)一標準，利用現有資料，以正射影像圖為基礎，實地調查土地的地類、面積和權屬[1-2]。根據三調技術要求，三調圖斑與二調圖斑邊界重合的數量占比不能超過3%。在生產的過程中，如何輔助檢查人員判斷地物邊界采集是否準確,為管理人員評估圖斑采集質量提供依據,快速準確地提取出三調圖斑與二調圖斑的重合邊界,實時計算重線圖斑數量的占比情況,是其中一個重要手段。

鑒于ArcGIS的優(yōu)勢，本文提出了一種基于ArcGIS平臺下的Model Builder(模型構建器)圖斑重線快速提取的方法。該方法將平臺已有的一系列基礎地理處理工具串聯在一起,構成一個工作流，實現了多步處理流程可在同一操作指令下完成任務的功能，不僅降低了人工參與操作的強度，也使得作業(yè)員在采集數據的同時，隨時提取重合圖斑邊界，查看數據質量情況，提高了任務處理的效率。

1 模型構建器的介紹

功能強大的ArcGIS，作為一種能夠高效處理GIS數據的工具[3-4]，已經在地理信息產業(yè)的各個項目中到了廣泛的應用。它提供的Model Builder模型是將一系列地理處理工具串聯在一起的工作流，將其中一個工具的輸出作為另一個工具的輸入，也可以將模型構建器看成是用于構建工作流的可視化編程語言[5]。輸入數據和輸出數據的類型多樣，包括要素類、要素圖層、柵格數據集和工作空間。不同的地理處理工具對輸入數據有不同的要求，生成的輸出數據也不同?？梢酝ㄟ^模型的變量和工具之間建立連接來為地理處理工具指定數據或其他參數設置以用作輸入，也可以在模型中交互建立連接，或通過打開模型中的工具并將某個模型變量選為輸入來建立連接，或瀏覽至其他數據來建立連接。當模型經過檢驗所有流程均有效后即可運行[6]。

2 數據情況分析

依據項目要求，第二次土地調查影像分辨率不低于2.5 m，第三次國土調查影像分辨率不低于1 m[7]。由于前后兩個項目的采集精度、地物分類和地物采集指標不同，使得以二調圖斑為基礎采集的三調圖斑的邊界范圍一般應與二調圖斑的不一致，那些與二調圖斑邊界重線的地方(行政界線除外)有可能是未修改的地方，需要找出來進行人工核查。同時為了達到重線的要素數量占比不能超過3%的技術要求，可以將提取出有重線的圖斑要素的邊界進行細微調整，以便達到技術要求。

3 過程分析

首先提取各類圖斑的邊界線，如圖1(a)所示，黃色為二調圖斑邊線，藍色為三調圖斑邊線;然后通過疊加分析提取出三調圖斑邊界線和二調圖斑的重合部分，如圖1(b)所示的圖中紅線，在提取的結果中發(fā)現，行政界線引起的重線也會被提取出來(圖中紅線和綠線重合區(qū)域)；行政界線引起的重線是合理的，應當被剔除，如圖1(c)所示，最終的結果為圖中紅線。

圖1 重線提取的流程圖

依據分析可知，本工具設計的界面如圖2所示。需要兩個輸入變量和一個輸出變量。輸入變量一個對應二調地類圖斑數據，另一個對應三調地類圖斑數據；輸出變量保存提取結果的路徑。

圖2 重線提取的界面

4 重線提取的關鍵點分析

4.1 數據坐標和范圍一致

二調數據成果采用1980西安坐標系，而三調成果采用高斯克呂格投影的2000國家大地坐標系，在提取重合圖斑邊界之前，應把兩種數據成果轉換成一致的坐標系，即2000國家大地坐標系。為了保證提取結果的完整，二調成果的數據范圍應不小于三調成果的。

4.2 Model Builder構建工作流

本工作流主要使用到了“面轉線”、“融合”和“擦除”三種工具。

(1)面轉線

調用“面轉線”工具時，應選中“識別和存儲面鄰域信息”復選框，轉成的線要素會分析并記錄面鄰域關系，以便后續(xù)的疊加分析，如圖3所示。

圖3 面轉線

(2)融合

此工具是為了提取村級行政區(qū)界線。打開工具后，在“融合字段”欄目中須勾選“QSDWDM”(權屬地物代碼)和“QSDWMC”(權屬地物名稱)。

(3)擦除

此工具用于提取重線，整個過程中，共用了三次“擦除”操作。首先用二調邊線擦除三調邊線，得到三調中與二調不重合的邊線；再用三調中與二調不重合的邊線擦除三調的邊線，得到三調與二調重合的邊線，這里的邊線會包含行政界線；最后用提取的行政界線擦除包含行政界線的三調與二調重合的邊線，得到三調圖斑與二調圖斑重合的邊線。

在模型構建器中整個操作的處理過程如圖4所示。構建完模型后，需要點擊“驗證整個模型”工具按鈕，驗證模型是否可以正常運行。驗證模型運行成功之后，可點擊“保存”按鈕，將整個模型保存到自定義的工具箱中，就可以作為一個工具重復使用[8-10]。

圖4 在模型構建器中的實現過程

5 實驗與結果分析

實驗選取了某鎮(zhèn)面積約182.17 km2的三調數據作為實驗區(qū)，其圖斑數量約有10 578個。處理前如圖5(a)所示(藍色為三調圖斑邊線，綠色為二調圖斑邊線)；處理后，提取的重線如圖5(b)紅線所示。進行了“逐步使用ArcGIS提供的工具”和本文提出的方法的對比實驗。這里“逐步使用ArcGIS提供的工具”的方法主要使用了“融合”、“面轉線”和“擦除”工具。

圖5 實驗區(qū)數據處理前后對比

通過對兩種計算方法所使用的鼠標絕對操作次數和整合完成時間進行了比較和統(tǒng)計，得到如表1所示的統(tǒng)計情況。

表1 兩種方法指標統(tǒng)計表

通過表1可以看出：

(1)逐步使用ArcGIS提供工具的方法，需要手工使用鼠標絕對操作的次數較多；操作人員每次操作時，都須準確的指定輸入數據和輸出結果；上一步操作和下一步操作之間存在時間間隔，如有耽擱，提取任務將無法完成；且在整個處理過程中，操作人員需要高度集中注意力，才能避免出錯，消耗體力較大。

(2)本文提出的方法操作簡單，用時較短，能夠更好地避免處理過程中可能出現的失誤操作。

6 結 語

本文詳細地分析了數據情況和技術要求，利用ArcGIS平臺的模型構建器，通過把在三調圖斑與二調圖斑重合邊線提取過程中使用的一系列工具組合成一個工作流模型，實現了輸入圖層和輸出路徑即可完成自動提取任務。這種方法有效地避免單步操作產生的各種冗余數據，封裝了詳細復雜的處理流程和順序，操作簡單，得到的結果非常準確可靠，且對操作人員的開發(fā)基礎要求低。一個處理模型經過簡單微調，就能適用于下一個生產需求，較大提高了工作效率，具有很大的靈活性和可擴展性，可以為項目生產的處理需求提供高性價比的解決方案。