摘 要：【目的】利用ArcGIS模型構建器構建流程化工具優(yōu)化國土變更調查工作流程。【方法】通過梳理國土變更調查技術要點，結合安徽省某縣實際作業(yè)流程，在舉證圖斑制作、內業(yè)檢查、耕地屬性維護、舉證信息表制作等方面利用ArcGIS中的模型構建器制作模型工具?！窘Y果】工作人員只需簡單操作即可完成復雜的數(shù)據(jù)處理、檢查和表格制作?！窘Y論】ArcGIS模型構建器在優(yōu)化工作流程、提升工作效率的同時還能避免因軟件頻繁操作可能產(chǎn)生的失誤。

關鍵詞：ArcGIS；模型構建器；國土變更調查

中圖分類號：P208" " " " " " " " "文獻標志碼：A" " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：1003-5168（2023）12-0097-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2023.12.019

Application of ArcGIS Model Builder in Land Change Survey

ZHANG Fan1，2 CHU Jinlong2，3 LI Jiulin2，3 LI Cheng1

（1.Hefei Surveying Mapping Design amp; Research Institute， Hefei" 230001， China;

2.School of Architecture and Planning， Anhui Jianzhu University， Hefei 230601， China;

3.Research Center of Urbanization Development in Anhui Province， Hefei 230601， China）

Abstract： [Purposes] Use ArcGIS model builder to build a process tool to optimize the work flow of land change survey. [Methods] By combing the technical points of land change survey and combining with the actual operation process of a county in Anhui Province， the model builder in ArcGIS is used to make model tools in the aspects of the production of evidential maps， interior inspection， cultivated land attribute maintenance， and the production of evidential information tables. [Findings] The staff can complete complex data processing， checking and tabulation with simple operations. [Conclusions] The workflow has been optimized to improve work efficiency and avoid possible errors due to frequent software operation.

Keywords： ArcGIS; model builder; land change surve

0 引言

《土地調查條例》規(guī)定，根據(jù)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展需要，每10年需進行一次全國土地調查；根據(jù)土地管理工作的需要，每年需進行土地變更調查。其目的是全面查清土地資源利用狀況，掌握真實準確的土地基礎數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是有效保護土地資源、合理利用土地的基礎依據(jù)，也為制定宏觀調控政策和經(jīng)濟社會發(fā)展規(guī)劃提供參考。

ArcGIS模型工具是通過ArcGIS的模型構建器構建相應的模型，把若干個操作步驟設定為一項工作程序，對數(shù)據(jù)、圖層等操作進行處理的過程［1］。ArcGIS模型工具具有操作簡單、可視化、運行穩(wěn)定等優(yōu)點，因此眾多學者基于ArcGIS模型構建器 在不同領域進行了交叉研究［2］。在土地調查方面，王杰等［3］利用ArcGIS模型構建器制作了數(shù)據(jù)質檢工具，提升了國土調查數(shù)據(jù)質檢環(huán)節(jié)的效率和準確度。陳懷文［4］對三調中地類變化類型進行了梳理，利用ArcGIS的模型構建器制作了標注流程，實現(xiàn)了調查前后地類代碼變化類型的提取。王嘉偉等［5］制作了林區(qū)耕地標注、新增耕地標注、屬性一致圖斑相鄰融合相關工具，一定程度上給內業(yè)建庫人員提供了便利。趙璟［6］利用模型構建器完成了舉證圖斑和地類圖斑屬性一致性的檢查。

以上研究結合國土調查工作內容在不同方面做了有益嘗試，解決了部分技術難題，但功能依然較為單一。變更調查工作具有專業(yè)性強、數(shù)據(jù)規(guī)范性高的特點，在外業(yè)舉證、內業(yè)上圖、數(shù)據(jù)建庫及成果匯交階段都有嚴格要求，因此，本研究根據(jù)自然資源部《國土變更調查技術規(guī)程》（2022年度適用）（以下簡稱《技術規(guī)程》），在外業(yè)舉證、數(shù)據(jù)屬性維護、質量檢查和成果表格制作等階段，分別利用ArcGIS模型構建器制作流程化工具，力求優(yōu)化國土變更調查作業(yè)流程、提升工作效率。

1 縣級國土變更調查工作內容

根據(jù)《技術規(guī)程》要求及《安徽省年度國土變更調查工作手冊》相關內容，縣級國土變更調查工作內容主要有前期準備、調查舉證、內業(yè)上圖、數(shù)據(jù)建庫、成果匯總和質量檢查等六個方面，作業(yè)流程如圖1所示。其中前期準備包括方案制定、人員培訓、資料收集和儀器設備準備等；調查舉證是結合有關專項監(jiān)測及自然資源管理成果，統(tǒng)一制作調查底圖，開展實地調查和舉證；內業(yè)上圖是根據(jù)前期提取變化圖斑，結合最新遙感影像和調查舉證成果，對數(shù)據(jù)庫地類、城鎮(zhèn)村屬性和種植屬性等進行修改，同步更新單獨圖層并做好屬性維護；內業(yè)上圖完成后利用建庫軟件建庫；然后根據(jù)成果目錄制作相關表格對數(shù)據(jù)進行匯總；最后利用“年度國土變更調查縣級數(shù)據(jù)庫質量檢查軟件”（以下簡稱質檢軟件）和“安徽年度國土變更調查成果內業(yè)核查軟件”（以下簡稱核查軟件）進行質量檢查，未通過的部分仍需進一步調查舉證和修改，待質量檢查通過后提交上一級檢查。

本研究以安徽省某縣（面積約2 000 km2）為例，研究ArcGIS Model Builder在國土變更調查不同環(huán)節(jié)中的應用，根據(jù)《技術規(guī)程》要求制作模型工具，將作業(yè)過程中用到的不同數(shù)據(jù)和多種工具集合在一起，使復雜的數(shù)據(jù)處理流程得到簡化，大幅度縮短了工作人員操作軟件所需的時間，極大提升了工作效率。

2 模型構建器在變更調查中的應用

2.1 舉證圖斑制作

在外業(yè)舉證環(huán)節(jié)，需要對舉證圖斑進行標準化處理，根據(jù)數(shù)據(jù)模板的格式和字段要求制作舉證數(shù)據(jù)。其中監(jiān)測編號（jcbh）字段編號規(guī)則為6位縣級行政區(qū)代碼+DF+5位流水號（如：340000DF00001），必須嚴格滿足此規(guī)則才能上傳至舉證系統(tǒng)。手工制作的方式為利用GIS軟件逐字段計算，在計算過程中容易出現(xiàn)填寫錯誤或編號重復等情況，因此利用ArcGIS模型構建器工具制作流程化工具，運行界面如圖2所示。

該工具運行原理是對輸入shp數(shù)據(jù)進行多次字段計算，分別計算監(jiān)測面積、行政區(qū)代碼、監(jiān)測編號、圖斑類型、特征和備注字段，表達式為相關字符串變量，可以在模型中設置初始值，也可以根據(jù)數(shù)據(jù)情況分別輸入。在計算監(jiān)測編號時，利用字段計算器內置表達式編寫python代碼塊，使監(jiān)測編號滿足行政區(qū)代碼+DF+5位流水號的要求，舉證圖斑處理模型如圖3所示。使用該工具約3～5s即可完成所有必填字段計算，滿足上傳系統(tǒng)的要求，效率比手動操作提升約20倍，簡化工作流程的同時也有效降低了出錯的概率。

2.2 地類圖斑屬性邏輯檢查

在內業(yè)上圖、數(shù)據(jù)建庫和質量檢查階段，一般會利用不同的軟件平臺完成操作，如安徽省某縣在內業(yè)上圖時使用ArcGIS軟件，數(shù)據(jù)建庫時利用“蒼穹三調縣級數(shù)據(jù)庫更新系統(tǒng)”（以下簡稱建庫軟件），建庫完成后利用質檢軟件與核查軟件配合進行質量檢查。由于變更調查工作工期短，工作量大，工作人員很難在短時間內完全掌握所有軟件。而數(shù)據(jù)建庫的效率和成果質量一般取決于前期內業(yè)上圖質量，換言之，內業(yè)上圖質量高，則建庫更加順利、質量檢查通過率更高，因此在內業(yè)上圖階段對數(shù)據(jù)質量進行檢查很有必要。本研究根據(jù)《技術規(guī)程》結合相關質量檢查規(guī)則，然后利用ArcGIS模型構建器制作檢查工具，運行界面如圖4所示。

該模型工具操作簡便，可以對全部數(shù)據(jù)進行檢查，也可以根據(jù)不同工作人員的任務區(qū)域進行自檢，并且可按需要增加或刪除檢查規(guī)則，靈活性較高。對安徽省某縣全部變更圖斑運行檢查工具，約2 min完成20項檢查規(guī)則，運行結果自動保存到數(shù)據(jù)庫中，如圖5所示。而手工進行檢查操作則需要30 min以上，并且會產(chǎn)生大量過程數(shù)據(jù)。

2.3 耕地屬性維護

國土變更調查中將耕地分為1～5共五個坡度等級，對于新增耕地和對原耕地分割或合并的，應根據(jù)坡度圖數(shù)據(jù)調整坡度級別。該項維護一般在建庫軟件中進行，但在前期建庫時維護項目內容過多，建庫軟件容易出現(xiàn)延時或報錯等情況，因此在ArcGIS中構建模型維護耕地坡度級別，并同步更新耕地類型、扣除地類系數(shù)、扣除地類編碼等字段，維護后可減少建庫時的屬性維護項，工具運行界面如圖6所示。安徽省某縣使用建庫軟件維護耕地坡度約15 min，而本模型工具用時約7.5 min，有效地縮短了建庫時間。

該模型工具只需輸入地類圖斑和坡度圖數(shù)據(jù)，即可自動計算所有耕地的坡度級別，篩選出面積最大的坡度級別后計算到耕地坡度級別字段，并輸出為新的數(shù)據(jù)。模型構建具體步驟如下：①從地類圖斑中篩選出耕地；②添加唯一標記字段，按順序編碼；③將耕地數(shù)據(jù)與坡度圖（PDT）數(shù)據(jù)相交，使每個耕地數(shù)據(jù)與坡度級別進行關聯(lián)；④對相交后數(shù)據(jù)按照標記字段和PDJB字段融合；⑤按標記字段和SHAPE_Area字段降序（DESCENDING）排序；⑥使用刪除相同的工具按照標記字段刪除相同的；⑦之后對數(shù)據(jù)用要素轉點工具生成圖斑內部點，用于空間連接；⑧將輸入地類圖斑數(shù)據(jù)與點要素進行空間連接；⑨計算耕地坡度級別字段，最后刪除標記、PDJB、Join_Count和TARGET_FID等無關字段。耕地坡度維護實現(xiàn)過程如圖7所示。

2.4 舉證信息表制作

數(shù)據(jù)建庫完成后，進行成果匯總并準備提交，該階段需制作圖斑信息核實各類報表，其中舉證信息表用于關聯(lián)地類圖斑和外業(yè)舉證照片。根據(jù)《技術規(guī)程》要求，所有舉證圖斑需提交舉證信息表，格式為mdb，“對應圖斑標識碼”和“舉證地塊編號”必須對應，且“對應圖斑標識碼”必須唯一，“舉證地塊編號”填寫多個時，用“/”分開。該表格涉及空間數(shù)據(jù)處理和屬性表格填寫，制作過程較為煩瑣，通常由熟練的技術人員完成制作，同時需要格外細心以避免出錯。通過構建模型制作舉證信息表，簡化了作業(yè)流程，只需要匯總舉證圖斑和類舉標注，將數(shù)據(jù)庫成果中的地類圖斑年末庫和地類圖斑更新過程同時輸入到工具運行窗口，即可自動生成mdb格式的舉證信息表，并同步提取“農(nóng)變未”填寫到類舉標注字段（見圖8）。

舉證信息表自動化制作程序設計思路為：首先根據(jù)《技術規(guī)程》中的格式要求新建mdb格式的舉證信息表并添加相關字段，然后利用空間連接工具將地類圖斑年末庫與舉證圖斑、類舉標注、地類圖斑更新過程中提取的農(nóng)變未圖斑分別進行空間連接，最后將生成的數(shù)據(jù)追加到舉證信息表中，需要說明的是，舉證圖斑中必須有“jcbh”字段，類舉標注數(shù)據(jù)中必須有“類舉標注”字段。安徽省某縣使用該工具制作舉證信息表用時約3 min，比手動操作效率提升約4倍左右，即使是初次接觸國土變更調查也可以快速完成舉證信息表的制作，減少了工作人員在忙亂中出錯的可能性，一定程度上減輕了數(shù)據(jù)匯總階段的工作量。

3 結論

本研究通過梳理國土變更調查技術規(guī)程中的技術要求，結合安徽省某縣變更調查業(yè)務實際作業(yè)流程，利用ArcGIS模型構建器制作流程化工具，應用于國土調查的外業(yè)舉證、內業(yè)檢查、屬性維護和成果匯交等工作階段，經(jīng)測試在不同環(huán)節(jié)工作效率提升了數(shù)倍到數(shù)十倍。模型工具簡化了作業(yè)流程，結果準確，避免因多次操作產(chǎn)生的冗余數(shù)據(jù)，提升了工作效率和準確度。模型構建器可以根據(jù)國土調查規(guī)則靈活調整，為國土變更調查工作人員提供了便利。此外，可以結合自然資源調查監(jiān)測、國土空間規(guī)劃等業(yè)務的特點，用于后續(xù)研究。

參考文獻：

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［3］王杰，范憲創(chuàng).ArcGIS模型構建器在第三次國土調查數(shù)據(jù)質檢中的應用［J］.地理空間信息，2021，19（7）：61-63，105，7.

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［6］趙璟.基于模型構建器檢查第三次國土調查圖斑與舉證圖斑屬性信息一致性［J］.礦山測量，2020，48（4）：

68-71.