GIS建模技术在林地变更调查数据与国土资源数据衔接中的应用

昝建春

(云南省林业调查规划院，云南 昆明 650051)

GIS建模技术在林地变更调查数据与国土资源数据衔接中的应用

昝建春

(云南省林业调查规划院，云南 昆明 650051)

为了衔接林地变更调查数据与国土资源数据，需要提前进行林业与国土地类差异情况分析，目前主要采用ArcGIS空间分析方法进行分析处理，但是处理过程繁杂，易出错。文中采用ArcGIS空间分析模型生成器对差异情况过程进行模型化处理，对差异情况处理过程进行建模，综合不同差异类型模型，得出林业与国土地类差异分析模型。通过模型的构建及应用，验证了该模型方法的科学性与可靠性，较常规方法数据处理效率明显提高，数据处理模型可共享。

GIS建模技术；差异分析模型；空间分析；模型生成器；林地变更调查数据；国土资源数据

林地是森林资源的重要组成部分，也是经济社会可持续发展的重要物质基础和保障，肩负着生态建设与社会发展的多重使命。党的十八届三中全会《关于全面深化改革若干重大问题的决定》中提出“建立空间规划体系，划定生产、生活、生态空间开发管制界限，落实用途管制”，其实质是开展空间规划。长期以来，在林地概念、范围的界定上，林业部门与国土部门存在分歧，林业部门认定的林地面积与土地勘测定界中认定的面积存在差异甚至相差悬殊，由此经常造成部门之间数据打架的局面，导致工作上的不便。科学界定林地概念、范围，使之与土地利用总体规划和第二次全国土地调查成果等充分衔接，是新时期对林地管理工作的新要求[1]。

随着计算机技术的不断发展，批量、流程化处理已成为当今ArcGIS技术的重要特征。在传统的空间分析及数据处理中通常借助计算机程序语言来达到大数据的批处理或流程化处理，这种方法工作量较大，编写计算机程序语言难度较高。ArcGIS空间分析模型指的是用于空间数据处理的一系列算法的集合，将一系列地理处理工具串联在一起的工作流，将其中一个工具的输出作为另一个工具的输入[2]。利用ArcGIS提供的模型生成器(Model Builder)这一功能，在该模型生成器中架设各种地理处理模块及相关编辑工具，能实现地理处理工作流和脚本的图形化的构造，从而简化复杂地理处理过程及规范数据处理流程，也可将模型生成器看成是用于生成工作流的可视化编程语言。

本研究采用模型生成器对云南省林地“一张图”与土地“一张图”地类差异情况分析方法及过程进行模型创建，以达到数据分析处理流程化的目的。GIS空间分析建立的模型能科学、高效地实现云南省林业资源数据与国土资源数据的差异分析，避免了繁重的数据处理，保证了数据处理的一致性和规范性，基本实现了数据差异分析处理的自动化，为新时期的林地管理工作提供技术保障和经验积累。

1 研究课题背景

长期以来，在林地概念、范围的界定上，林业部门与国土部门存在分歧。科学界定林地概念、范围，使之与土地利用总体规划和第二次全国土地调查成果等充分衔接，是新时期对林地管理工作的新要求。

云南省各级林业部门高度重视与国土部门的衔接工作，积极与国土部门协调，结合土地利用总体规划、第二次全国土地调查成果等资料对之前的林地变更数据进行了认真核实调整。因国土部门与林业部门在地类分类标准、调查时间及调查方法上有所不同，导致全省林地“一张图”与土地“一张图”的林地及各地类面积存在差异。

2 数据来源

云南省2014年林地一张图数据库(简称：林地“一张图”)；

云南省2013年土地变更调查成果(简称：土地“一张图”)。

3 研究方法

3.1 建模方法

Model Builder是ArcGIS空间分析模型生成器。该建模方法通过提供图形化操作工具，并用连接线将模型元素连接，在模型属性中设置相应的参数和环境，一旦完成一个完整的可重复使用空间处理模型设计后就可以实现流程化空间分析处理[3]。图形化建模工具可以将数据和空间处理工具连接起来，处理复杂的GIS任务，更大程度地实现GIS空间分析方法的共享。在Model Builder中，输入数据、输出数据和相应的空间处理工具以直观的图形语言表示，按有序的步骤连接起来，可以按需添加标签来说明模型各个模块的功能，使人们对模型的组成及执行过程的认识更加简单，对模型进行修改和纠错更加容易[4]。在本研究中，针对林地“一张图”与土地“一张图”空间分析处理，通过使用Model Builder建模技术，完成了林地“一张图”与土地“一张图”差异分析的流程化处理。

3.2 建模技术流程3.2.1 数据准备及预处理

1)收集云南省2014年林地一张图数据库，根据模型数据需求，设置相关因子并筛选出相关的专题数据，如：林业林地、非林地等。

2)收集各县2013年土地变更调查成果，汇总后形成云南省2013年土地变更调查成果；根据模型数据需求，筛选出相关的专题数据，如：国土林地、非林地等。

3)投影坐标系均统一为Xian_1980_GK_CM_99E(或105E)。

3.2.2 Model Builder建模

在对基础数据进行预处理之后，明确对每个差异分析类型的数据处理方法以及所用空间分析工具，开始模型的创建。每个差异分析处理模型应尽可能做得高效简洁，避免复杂冗余操作，必要时适当添加注释信息，以提高其可读性。

3.2.3 执行结果及分析

模型创建并调试成功之后，运行模型，得出结果数据，即差异分析统计表。

图1 林业与国土地类差异分析模型Fig.1 Variation analysis model of forestry and land type

4 模型构建及应用

4.1 差异分析模型的构建

本研究对林业与国土主要存在的3种差异类型进行分析并采用空间分析工具构建模型，具体为：

1)林业与国土均划为林地的类型；

2)国土划为林地，而林业没有划为林地的类型；

3)林业划为林地，而国土没有划为林地的类型。

将预处理完成后的基础数据添加进模型构建器中，对不同差异类型的数据分别采用空间分析工具进行处理，按有序的步骤连接输入数据、输出数据和相应的空间处理工具，形成一个完整的流程化空间分析处理模型[5]。

本研究构建的林业与国土地类差异分析的模型如图1所示。

4.2 模型的验证和运行

模型构建完成后，点击模型构建器的菜单—模型—验证整个模型，从而验证模型的逻辑合理性。通过验证后，再点击模型构建器的菜单—模型—运行整个模型，从而得到结果数据。模型的验证和运行如图2所示。

图2 模型的验证和运行Fig.2 Verification and operation of the model

4.3 模型的应用结果

模型的输出结果为林业与国土不同差异类型的地类及面积统计表。

1)林业与国土均划为林地类型的统计表如图3所示。

2)国土划为林地，而林业没有划为林地类型的统计表如图4所示。

3)林业划为林地，而国土没有划为林地类型的统计表如图5所示。

通过模型的应用结果，可直观地将林地与土地地类差异的情况统计出来，用于分析林地‘一张图’与土地‘一张图’地类差异情况。

图3 林业与国土均划为林地类型统计表Fig.3 Woodland type statistical of forestry and land

图4 国土划为林地而林业没有划为林地类型统计表Fig.4 Woodland type statistical of the land except forestry

5 结论与展望

对林地与土地地类差异分析流程模型化，结合研究区域实际情况对模型处理结果进行分析对比，可以看出模型处理结果与实际有着很好的一致性，验证了GIS建模技术的可靠性及适用性。在原本复杂难懂的计算机程序处理方法的基础上，GIS建模方法是一个重大进步，使得GIS批处理、流程化处理变得简单易行，并且保证了数据处理的质量，为大数据的批处理、流程化处理提供了一种新的解决方案，同时也为林地‘一张图’与土地‘一张图’充分衔接的管理工作提供了技术支撑。

在模型创建中还可以使用Python语言与建模技术相结合，根据实际需求进行脚本工具开发，从而增强模型构建器的实用性以及灵活性。

图5 国土划为林地而林业没有划为林地类型统计表Fig.5 Woodlandtypestatisticalofthelandexceptforestry

[1] 国家林业局森林资源管理司.关于做好全国林地变更调查工作的补充通知(资地函[2015]17号)[Z].2015.

[2] 汤国安，杨昕. ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].北京:科学出版社，2006:16-17.

[3] 陈应跃，甘淑，田禹东，等. 山区土地评价的GIS空间分析建模研究[J].国土资源遥感，2015，27(2)：196-200.

[4] 周扬，李潇丽，吴文祥，等. 基于Model Builder的库区生态敏感性分析[J].安徽农业科学，2009，37(29)：14272-14275，14322.

[5] 杨斌，顾秀梅，刘建，等. 基于ArcGIS的山地与非山地分类方法体系研究[J].国土资源遥感，2011，23(4)：64-68.

[6] JOHNSTON K. Using ArcGIS Geostatistical Analyst[M].Redlands:Esri Press，2004:280.

Application of GIS Spatial Model in Forestland Change Data Linked up Land Resources Data

ZAN Jianchun

(Yunnan Institution of Forest Inventory and Planning, Kunming 650051, China)

In order to link up the forest land change date and land l resources data, this paper analyzed the variation of land types and forestry. At present, researchers in this field usually use ArcGIS spatial analysis, but the process is complicated and easy to make errors. In this paper, the authors use the spatial analysis model of ArcGIS generator model to conduct the calculation process and to build model by the dealing process of the variation in land types. After integrating different types of models, we can get the analysis model that link up the forestry resources data with land resources data. By building and applying of the model, this study tested the scientific character and reliability of the GIS model methods, and compared with the conventional methods, the model could improve the efficiency of data processing obviously and share the data processing with another.

GIS modeling technology; variation analysis; spatial analysis; model builder; forestry land change data; land resources data

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.01.004

2017-01-23.

昝建春(1986-)，男，云南祥云人，助理工程师.从事林业调查规划与林业地理信息系统研究.

TP751.1；P208

A

1671-3168(2017)01-0016-05