李鳳英，王宇新，吳冀湘，李 燕，丁國華

(1.云南黃金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，云南 昆明 650299；2.云南省國土資源規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，云南 昆明 650200；3.昆明市土地開發(fā)整理中心，云南 昆明 650228)

0 引言

為了保證第三次全國國土調(diào)查(以下簡稱“三調(diào)”)成果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，按照三調(diào)國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，建立調(diào)查成果的縣、市級(jí)自檢、省級(jí)檢查、國家級(jí)核查三級(jí)檢查制度。為保證成果質(zhì)量，三調(diào)采用分階段成果檢查制度，即每一階段成果需經(jīng)過檢查合格后方可轉(zhuǎn)入下一階段，避免將錯(cuò)誤帶入下一階段工作[1-6]。為加強(qiáng)三調(diào)過程中數(shù)據(jù)的核查質(zhì)量，尤其是耕地變化的核查，云南省需要將2009-2018年變更調(diào)查數(shù)據(jù)中每年的耕地?cái)?shù)據(jù)提出來并處理形成歷年耕地?cái)?shù)據(jù)，供省級(jí)核查組和調(diào)查單位使用。

1 FME、ArcGIS簡介

1.1 FME簡介

FME(Feature Manipulate Engine，簡稱FME)是加拿大Safe Software公司針對(duì)空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換推出的處理系統(tǒng)，其基于Open GIS組織提出的新的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換理念——“語義轉(zhuǎn)換”，能夠?qū)崿F(xiàn)超過200種空間和非空間數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。FME軟件以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)，通過功能強(qiáng)大的轉(zhuǎn)換器庫實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS數(shù)據(jù)的處理。用戶在可視化的工作空間內(nèi)，按照實(shí)際需求對(duì)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行“組裝”，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS數(shù)據(jù)的特定化處理[1]。本文主要介紹利用FME 2017版本的數(shù)據(jù)篩選、屬性字段管理、投影變換、按屬性輸出數(shù)據(jù)等功能來處理歷年耕地?cái)?shù)據(jù)的應(yīng)用。

1.2 ArcGIS簡介

ArcGIS是ESRI在全面整合了GIS與數(shù)據(jù)庫、軟件工程、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其他多方面的計(jì)算機(jī)主流技術(shù)之后，成功地推出了代表GIS最高技術(shù)水平的全系列 GIS 產(chǎn)品。ArcGIS是一個(gè)全面的、可伸縮的 GIS 平臺(tái)，為用戶構(gòu)建一個(gè)完善的 GIS 系統(tǒng)提供完整的解決方案[2-3]。本文主要介紹利用ArcGIS 10.7版本的聯(lián)合與標(biāo)識(shí)功能來處理歷年耕地?cái)?shù)據(jù)的應(yīng)用。

2 作業(yè)方法

2.1 資料收集

資料收集如下：

1)各縣(市、區(qū))2009-2018各年度的土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫，*.mdb格式；

2)全省及各縣(市、區(qū))2009-2018年各年度的土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查面積匯總統(tǒng)計(jì)表，*.xls格式。

2.2 資料分析

三調(diào)采用2000國家大地坐標(biāo)系，2009至2018各年度的土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查數(shù)據(jù)坐標(biāo)系為1980西安坐標(biāo)系。由于數(shù)據(jù)的年份多且數(shù)據(jù)量大，如果要將歷年的變更調(diào)查數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)為2000國家大地坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的話，需要較長的時(shí)間。且當(dāng)時(shí)省級(jí)核查組要求要在一周內(nèi)提供歷年耕地?cái)?shù)據(jù)，為節(jié)省時(shí)間，在數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換前，僅將每個(gè)縣每一年的耕地?cái)?shù)據(jù)提取出來，以節(jié)省轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的時(shí)間。所以整個(gè)工作中耕地?cái)?shù)據(jù)的提取、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)聯(lián)合處理是歷年耕地?cái)?shù)據(jù)處理工作的關(guān)鍵。

2.3 作業(yè)過程

根據(jù)收集的2009-2018年變更調(diào)查數(shù)據(jù)及各年度土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查面積匯總統(tǒng)計(jì)表，以FME 2017、ArcGIS 10.7為數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了云南省歷年新增耕地?cái)?shù)據(jù)處理流程，如圖1所示。

圖1 歷年耕地?cái)?shù)據(jù)處理流程圖Fig.1 Flow of cultivated land data processing for past years

2.3.1資料收集與分析

對(duì)收集的2009-2018年歷年的變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫及年度土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查面積匯總表進(jìn)行檢查，查看數(shù)據(jù)是否有缺失、地類圖斑層能否正常打開，坐標(biāo)系信息是否正確。同時(shí)將每個(gè)年份檢查后沒有問題的129個(gè)縣(市、區(qū))年度變更調(diào)查*.mdb數(shù)據(jù)庫拷貝至對(duì)應(yīng)年份目錄中存放，以方便后期進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2.3.2耕地?cái)?shù)據(jù)提取及處理

利用FME軟件按年度將全省129個(gè)縣(市、區(qū))的地類圖斑數(shù)據(jù)從mdb數(shù)據(jù)庫中讀入后，將地類編碼為011、012、013的耕地圖斑從地類圖斑層中提出。FME讀取全省數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)將數(shù)據(jù)統(tǒng)一合并至33帶，為方便后期數(shù)據(jù)處理，需將提取的耕地?cái)?shù)據(jù)全部投影至地理坐標(biāo)系。下面以2009年全省的耕地?cái)?shù)據(jù)處理為例介紹提取及處理過程，其余年份的數(shù)據(jù)處理過程與2009年相同。

1)耕地提取。將全省129個(gè)縣(市、區(qū))數(shù)據(jù)讀入后通過Tester轉(zhuǎn)換器將地類圖斑層中地類編碼為011、012、013的耕地圖斑從層中篩選出來[1]。處理流程及參數(shù)設(shè)置如圖2所示。

圖2 篩選耕地圖斑Fig.2 Screening cultivated land map spots

2)屬性字段處理。利用AttributeManager轉(zhuǎn)換器根據(jù)坐落單位代碼，新建“XDM”字段，并截取“ZLDWDM”字段左邊前6位字符作為 “XDM”字段的屬性值，同時(shí)新建數(shù)據(jù)年份，字段命名為“SJNF”并賦值“2009”，新建“MC”字段，其屬性值按“縣級(jí)碼＿GD＿數(shù)據(jù)年份”賦值[1]，處理流程及參數(shù)設(shè)置如圖3所示。

圖3 屬性字段處理Fig.3 Property field processing

3)數(shù)據(jù)投影。利用FME讀取全省數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)將數(shù)據(jù)統(tǒng)一為Xian 1980 / 3-degree Gauss-Kruger zone 33 [EPSG #2357]，為方便后期數(shù)據(jù)的處理，將數(shù)據(jù)全部投影至Xian 1980 based Geographic Coordinates [EPSG #4610][1]，處理流程及參數(shù)設(shè)置如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)投影Fig.4 Data projection

4)數(shù)據(jù)輸出。將經(jīng)過投影的數(shù)據(jù)文件按縣輸出并按“縣級(jí)碼＿GD＿數(shù)據(jù)年份”命名文件，同時(shí)數(shù)據(jù)的屬性字段只保留BSM、DLBM、DLMC、QSDMDM、QSDMMC、ZLDWDM、ZLDWMC、SJNF、TBMJ九個(gè)字段[1]，整個(gè)數(shù)據(jù)處理流程及數(shù)據(jù)輸出設(shè)置如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)輸出Fig.5 Data output

2.3.3歷年耕地?cái)?shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換

將按前文處理流程形成的129個(gè)縣(市、區(qū))分縣耕地?cái)?shù)據(jù)采用自然資源部下發(fā)的“云南省2000國家大地坐標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件”將其坐標(biāo)系由1980西安坐標(biāo)系轉(zhuǎn)為2000國家大地坐標(biāo)系。至此，全省129個(gè)縣(市、區(qū))2009年耕地?cái)?shù)據(jù)提取完成。其余年份的數(shù)據(jù)按上述流程處理即可得到當(dāng)年的耕地?cái)?shù)據(jù)。

2.3.4將10年耕地?cái)?shù)據(jù)聯(lián)合為一個(gè)數(shù)據(jù)文件

將上述步驟處理形成的2009-2018年歷年耕地?cái)?shù)據(jù)以縣(市、區(qū))為單位，每個(gè)縣的數(shù)據(jù)拷貝至同一文件目錄下，并在ArcGIS軟件中采用“地理處理”功能下的“聯(lián)合”功能將每個(gè)縣10年的耕地?cái)?shù)據(jù)聯(lián)合為一個(gè)數(shù)據(jù)文件，并按“縣級(jí)代碼”&“LNGD”命名。聯(lián)合數(shù)據(jù)時(shí)，需注意數(shù)據(jù)按年份依次排列。

2.3.5將歷年耕地?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)一至三調(diào)行政界線范圍

由于三調(diào)對(duì)一些發(fā)生變化的縣級(jí)調(diào)查界線進(jìn)行了調(diào)整，所以三調(diào)的縣級(jí)調(diào)查界線范圍與二調(diào)的不完全一致。省級(jí)核查組核查耕地變化時(shí)需要將每個(gè)縣(市、區(qū))歷年耕地?cái)?shù)據(jù)的范圍統(tǒng)一至三調(diào)縣級(jí)調(diào)查界線范圍，才可以開展核查。

將歷年耕地?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)一至三調(diào)行政界線思路如下：將前面處理好的全省歷年耕地總數(shù)據(jù)按三調(diào)的縣級(jí)調(diào)查界線范圍進(jìn)行標(biāo)識(shí)處理，然后分縣導(dǎo)出，即形成按三調(diào)行政界線范圍的歷年耕地成果。

具體數(shù)據(jù)處理：需要將全省的歷年耕地?cái)?shù)據(jù)合并成一個(gè)gdb文件，即耕地總數(shù)據(jù)文件。將129個(gè)縣(市、區(qū))的調(diào)查界線合并為一個(gè)shp文件并將其投影至地理坐標(biāo)系，屬性字段只需保留“XZQDM”“XZQMC”兩個(gè)字段。在ArcGIS中采用“標(biāo)識(shí)”功能將每個(gè)縣(市、區(qū))歷年耕地?cái)?shù)據(jù)按三調(diào)的縣級(jí)調(diào)查界線分割，并將調(diào)查界線shp文件的 “XZQDM”“XZQMC”字段的屬性值賦給歷年耕地總數(shù)據(jù)文件。然后，按字段“XZQDM”的屬性值導(dǎo)出各縣(市、區(qū))數(shù)據(jù)，就形成按三調(diào)行政界線的全省129個(gè)縣(市、區(qū))的歷年耕地?cái)?shù)據(jù)成果。

2.3.6質(zhì)量控制

本項(xiàng)目質(zhì)量控制的核心在于確保數(shù)據(jù)成果的準(zhǔn)確性。

在項(xiàng)目工作開展過程中，除聯(lián)合和標(biāo)識(shí)兩種處理功能會(huì)暫時(shí)改變耕地圖形數(shù)據(jù)外，其余的處理過程只是對(duì)耕地?cái)?shù)據(jù)的屬性結(jié)構(gòu)進(jìn)行增加或修改，總體上不會(huì)改變?nèi)「財(cái)?shù)據(jù)的圖形及總面積。所以每個(gè)年份的耕地?cái)?shù)據(jù)處理時(shí)，可以將129個(gè)縣(市、區(qū))的耕地?cái)?shù)據(jù)合并成一個(gè)全省的總數(shù)據(jù)文件，并對(duì)TBDLMJ字段求和，看其值是否與對(duì)應(yīng)年份的土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查省級(jí)匯總表上的耕地總面積值一致，如不一致則需進(jìn)行進(jìn)一步檢查和處理，確保完全一致，最終保證歷年耕地?cái)?shù)據(jù)成果的準(zhǔn)確性。

2.3.7形成的成果資料

全部基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理工作完成后，需要編寫工作報(bào)告，并對(duì)成果進(jìn)行歸類整理，最終形成以下成果資料：

1)按年份以縣(市、區(qū))為單位的耕地?cái)?shù)據(jù)(shp格式)；

2)以縣(市、區(qū))為單位的歷年耕地?cái)?shù)據(jù)(shp格式)；

3)以縣(市、區(qū))為單位的歷年耕地面積匯總統(tǒng)計(jì)表(xls格式)；

4)項(xiàng)目工作報(bào)告(doc格式)。

3 結(jié)束語

本文介紹了利用FME與ArcGIS相結(jié)合來處理云南省2009-2018年歷年耕地?cái)?shù)據(jù)的操作過程，將繁瑣的數(shù)據(jù)處理步驟轉(zhuǎn)化為簡單的流程化處理過程，發(fā)揮FME海量數(shù)據(jù)處理能力與ArcGIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)處理能力，不僅提高了數(shù)據(jù)處理的效率，還節(jié)省了大量的人力和物力，有效保障了省級(jí)核查工作的順利開展，可為同類工作提供參考。