ArcGIS软件在福贡县退耕还林还草工程中的应用

袁丽萍，李云芳，史庆伟，赵秦龙，莫志刚

(1.云南省林业调查规划院大理分院，云南 大理 671000；2.大理州云龙县林业局漕涧林场,云南 云龙 672700)

1 引言

2016年全国新一轮退耕还林还草工程的实施目的是实现25°以上的陡坡耕地全面退耕，有效恢复植被，做到退耕一片，治理一片，见效一片。以云南省怒江州福贡县为例，2016年福贡县工程建设任务为5766 hm2，由于地块涉及面广，且要求尽量与第二次全国土地利用现状规划图25°以上的陡坡耕地一致，退耕地块现地查找落实工作较为困难。通过ArcGIs 10.2软件分析发现，将二者有机结合用于地块落实、面积求算以及工程管理，能极大地提高内外业工作效率和工程管理质量。

2 软件概况

ArcGIS 10.2.2软件ArcGIs是美国环境系统研究所公司(Environmental Systems Researeh Instjtute,Ine.简称ESRI公司)开发的世界上应用最为广泛的软件之一，简称GIS(Geographic Information system)即地理信息系统。ArcMap是ArcGIS Desktop中的应用程序之一，在地图导出、数据处理及数据分析等工作中广泛应用。现在ArcMap制图及数据处理在林业中有较为广泛的应用。

3 退耕还林还草中的应用

3.1 基本资料的准备

3.1.1 基本材料列表

民政局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福贡县的县、乡、村面层；国土局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福贡县的全国土地利用现状调查变更面层；林业局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福贡县2002年、2005年、2006年、2014年、2016年退耕还林面层；林业局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福贡县2012年、2013年、2015年陡坡地治理面层；林业局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福贡县地形图；林业局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福贡县高分辨率影像图。

3.1.2 整理材料

准备好上述资料后，需要把所有的资料分类后放进文件地理数据库中，以方便以后的操作，具体如下：①在D盘下新建一个2016年退耕还林的文件夹，打开文件夹并新建一个名为“影像图地形图”的文件夹并把资料里面的5、6复制进去。②随后打开arcmap10.2.2，弹出的对话框新建文档后直接取消，在arcmap的选项卡中找到窗口，并点击目录。③在arcmap软件的右上角出现一个“目录”的选项卡，点击“连接到文件夹”，弹出一个对话框选“D：”盘下的“2016年退耕还林”并点击确定。④返回目录，会看到“D:2016年退耕还林”出现在连接到文件夹下，在该文件夹上单击右键→新建→文件地理数据库→重命名为“2016年退耕还林.gdb”。⑤新建要素数据集→输入名称“行政界线”→坐标系选Xian_1980_GK_CM_99E→垂直坐标系直接下一步→容差也是直接点击完成。建立完成后分别为：行政界线，基础数据，区划数据。⑥使用导入→要素类(多个)→找到存储面层的位置并添加进列表确定。这样就把基础材料导入到数据库中了。然后点击“标准工具”中的保存，或者选“文件”下拉菜单中的“保存”，保存到“D:/2016年退耕还林”，名称为“2016退耕还林.mxd”。这样就完成了基础资料的准备工作。

3.2 小班区划

按照要求，新一轮退耕还林还草的地块必须是25°以上陡坡耕地的非基本农田。因此，应以福贡县2013年全国土地利用现状调查变更图作为底图，将国土部门提供的成果底图上规划为25°以上陡坡耕地的非基本农田中的地块提取出来，把历年的退耕还林还草面层叠加上去，去除重合部分后形成新的矢量图层即为新一轮退耕还林的小班地块，标注小班号和面积，具体如下：

3.2.1 获取“小班区划面层”

(1)添加内容列表的图层。用“标准工具”中的“数据添加”→找到准备好的数据“D:/2016年退耕还林”→选中“2016年退耕还林.gdb”点击“添加”→选中“行政界线”点击“添加”→选中“县，乡，村”点击“添加”。同理把基础数据中的所有面层都添加到“内容列表”。同理把“D:/2016年退耕还林影像图地形图”文件夹下的影像图和地形图也添加进来。

(2)生成小班区划面层。在内容列表中选中“全国土地利用现状调查变更”图层，右键点击，在弹出的菜单中左键单击“打开属性表”→在arcmap软件下方会出现一个叫“表”的窗口，点击“按属性选择”(图1)→在弹出的对话框中输入“坡度>=25”，并点击“应用”，然后点击“关闭”，这样就选中了需要的坡度大于等于25°的所有小班→在内容列表中选中“全国土地利用现状调查变更”图层，右键点击，在弹出的菜单中选中“数据”，左键单击“导出数据”→在“导出数据”对话框上方的导出的下拉菜单中选取“所选要素”，下方的输出要素类左键单击黄色的文件夹→左键双击“文件夹连接”→左键双击“D:/2016年退耕还林”→左键双击“2016年退耕还林.gdb”→左键双击“区划数据”→在名称后面输入“小班区划1”，保存类型的下拉菜单中选中“文件和个人地理数据库要素类”，左键单击保存，返回导出数据对话框后，左键单击确定，导出完成后会弹出一个对话框，左键单击“是(Y)”，小班区划1图层就建立好了并且还添加进入了“内容列表”。

图1 点击按属性选择

(3)剔除已退耕部分。因国土部门和林业部门的对接会存在部分问题，从而导致面层直接会有重叠，也就是说已经退耕的依然还在耕地里面，所以这部分需要剔除掉。如果是手动删除，那么会耗时耗力，而且还容易有遗漏，那么要这么解决呢？arcmap工具箱里面的“擦除”工具，能够轻松解决问题。操作如下：

首先要用“工具”中的“清除所选要素”，因为在擦除执行的时候，它只对选中的要素进行操作，那么就会有遗漏，所以只要对所有要素操作时一定要先点“清除所选要素”一下，以保障不会出错。其次在arcmap右边的目录中选中“系统工具箱”，并点击前面的+号，然后依次展开Analysis Tools.tbx→叠加分析→左键双击擦除→在“擦除”对话框中“输入要素”的下来菜单中选择“小班区划1”；“擦除要素”的下拉菜单中选择“福贡县2002年退耕还林”；“输出要素类”直接输入“D:2016年退耕还林2016年退耕还林.gdb区划数据小班区划2”，或者用文件选择(方法和上一步一样)；xy容差(可选)不用填，默认的容差就可以了，最后点击确定就OK。“擦除”命令运行完成后，会新生成一个小班区划2的图层，也就是和“福贡县2002年退耕还林”图层没有重叠的新图层(图2)。同理然后把“小班区划2”用“2005年退耕还林”擦除，生成“小班区划3”，把前面的需要擦除的地块全部擦除一次，最终得到“小班区划”的图层就是和历史的项目没有重叠的了(图3)。

图2 擦除前的小班区划

图3 深色图斑为2002年退耕还林

(4)添加字段。小班区划有了后，需要对字段进行增减，增加需要的字段，以方便以后的分类汇总和数据统计。方法如下：

增加字段：选中“小班区划”，单击右键，在右键菜单中单击“打开属性表”→在弹出的“表”的窗体里面，点击表选项的下拉菜单，单击“添加字段(F)...”→弹出“添加字段”对话框后，填入需要的“名称”和类型(一般字段值是数字就用表示数字的类型，有汉字或特殊符号的就用“文本”)，然后确定。字段就添加到属性表里面了。

(5)分发数据。由于外业调查需要分组调查，因此需要把小班区划按乡镇分割。首先要用“工具”中的“清除所选要素”。其次在arcmap右边的目录中选中“系统工具箱”，并点击前面的+号，然后依次展开Analysis Tools.tbx→提取分析→左键双击分割→在“分割”对话框下的“输入要素”下拉菜单中选“小班区划”，“分割要素”下拉菜单中选“乡”，分割字段下拉菜单中选“乡名”，“目标工作空间”直接输入“D:2016年退耕还林2016年退耕还林.gdb区划数据”，“xy容差(可选)”不填，最后点击确定。等命令完成后，在弹出的对话框中点击关闭。

在“图层”中可以看到多出了“区划数据”的分组，里面有分割好的所有乡镇的面层。现在还需要做一个重要的设置，以便在复制到其他电脑中也可以正常使用“2016年退耕还林”，在“文件(F)”选项卡中点击“地图文档属性(M)...”→弹出的“地图文档属性”对话框后，在“路径名”后，“存储数据源的相对路径名(R)”前的方框中单击左键打上勾，然后确定。→在“2016年退耕还林”文件下新建7个文件夹并以乡镇由北到南的顺序加名称命名，然后把“2016年退耕还林.gdb”、“影像图地形图”和arcmap的工程文件“2016退耕还林”复制到7个乡镇的文件夹下，并在工程文件的名称加入乡镇名，比如“2016退耕还林”就变为“2016退耕还林马吉乡”。→整理每个乡镇的内容列表和数据库，就拿马吉乡做示范：打开“2016退耕还林马吉乡”的工程文件MXD，现在只需要保留马吉乡的区划面和基础面即可，其余的都可以删除，在移除和删除后界面的图层就少了，显得比较简洁，方便以后的操作，避免图层过多的混乱。同理把其余乡镇也整理好后，就可以把各乡镇的数据复制给各个乡镇的外业人员的平板电脑上，可以直接在电脑上区划，免除了先在纸质图上区划，然后回家转绘。

(6)外业调查。外业调查用的工具比较简单，就是编辑器的应用。就拿子里甲乡的一个小班来说明。首先用“符号选择器”，也就是“内容列表”下的“子里甲乡”的下面那个绿色的方框，用左键点击，弹出对话框后，“填充颜色(F)”改为无颜色，“轮廓颜色(O)”改为红色(颜色可以根据个人习惯选定)，点击确定。然后右键点击“内容列表”中的“子里甲乡”，选中“编辑要素”，弹出下级菜单后点击“开始编辑”，然后会弹出一个“编辑器”的窗口，点击“编辑工具”，在数据视图中点击一个小班(图4)→在编辑器中点击裁剪面工具，在数据视图中鼠标就变成一个十字，就可以在选中的小班里进去区划，点一下鼠标就是一个点，分割小班有个基本原则就是，分割后的小班必须是完整闭合的，也就是说分割后的小班不能有任何连通的地方(图5)，在划好边界后，需要检查一下(图6)，双击左键确认，小班就分割好了→属性的录入→用“编辑工具”选中小班，左键点击“编辑器”中的属性，会弹出一个以供编辑的“属性”窗口，把里面的属性都填完整就完成了对一个小班的编辑。面积求算，在数据库下面的面层的面积是自动计算的单位是平方米，对应字段为“Shape_Area”，所有面积进行换算即可。

图4 点击要编辑的小班

图5 小班线必须闭合

图6 检查小班线是否闭合

(7)乡镇面层的合并。外业调查完成后，把分发下去的各乡镇的“2016年退耕还林.gdb”全部拷贝集中到一起，最原始的数据库需备份一份，把区划数据里面的全部删除，删除完成后，又把各个乡镇的面层又重新导入进来。再单击顶部选项卡里面的“地理处理”下拉菜单里面的“合并”。点击“输入数据集”右边的打开文件→“区划数据”中的7个乡镇的面层全部选中→点击“添加”→“输出数据集”的里面填入输出地址和名称即“D:2016年退耕还林2016年退耕还林.gdb区划数据小班区划”，点击确定。合并完成弹出的对话框点击关闭。

4 结语

福贡县2016年退耕还林还草地块要求与全国土地利用规划图基本吻合，且山高坡陡，路途遥远，地形图上500 m，有时需要走几小时，涉及农户数量多，落实难度大，林业站的技术力量相对薄弱，又是少数民族地区，语言沟通存在障碍。如用以前的带图纸上山区划，然后在转绘，工作难度大，效率低，质量低下。但直接使用arcmap直接到现地结合皮尺丈量勾绘，可以直接的进行面积对比，进一步提高图层的精度，还节约了后期内业整理的大量时间，为以后的林业工程建设管理提供可靠的基础数据和可供借鉴的操作方法。