ArcGIS在林地变更工作质量管控上的应用

曲宏辉 王正茂 古力 孙中元 于学宁 刘成杰

ArcGIS在林地变更工作质量管控上的应用

曲宏辉1王正茂1古力3孙中元1于学宁2刘成杰1

（1 山东省烟台市森林资源监测管理站 264000；2 山东省蓬莱市林木种苗站 265600；3 国家林业和草原局华东调查规划设计院 浙江杭州 310019）

针对烟台市林地变更工作在市县两级缺少成熟的质量管控软件，造成了大量重复性工作的实际，结合烟台市2017年度林地变更工作，探索利用ArcGIS软件在市县两级林地变更过程中的质量检查方法，以提高林地变更工作的效率和准确性。

ArcGIS；林地变更;质量管控;烟台市

林地变更是实现林地管理“一张图、一套数、一盘棋”的主要工作，更是划定并保护林地的科学依据[1]，林地变更调查的成果质量是该项工作的核心和生命，质量控制是保证变更工作的关键之一[2]。目前质量控制主要包括县级自检、市级检查、省级检查和国家级核查4个环节，其中省级检查和国家级核查主要是在变更调查工作基本结束后，用具有成型的技术标准和成熟的软件进行质量检查。但在变更工作过程中，市、县级的变更质量管控缺乏成熟的软件和技术标准体系，必须在成果生成和入库时进行检查，无法在过程中进行有效的质量检查，造成了大量的重复性工作。本文以烟台市2017年度林地变更工作为例，探索基于ArcGIS软件，适合市、县二级在林地变更工作过程中质量检查的技术方法。

1 烟台市林地变更工作概况

林地变更工作是在林地“一张图”基础上，结合森林经营档案资料，利用两期遥感影像，通过室内判读区划、外业实地调查核实等，查清域内林地资源的种类、数量、质量和分布。

烟台市自2010年开始建设全市林地“一张图”，至2012年初步建成，2014年和2016年分别以林地“一张图”为基础进行了林地变更工作。在这过程中培养了一批既精通森林资源监测和调查，又略会操作ArcGIS软件的综合性技术人员，为林地变更的常态化开展奠定了坚实的技术基础。

自2017年起，林地变更工作进入常态化。根据烟台市2016年度林地变更成果数据，全市共有林地面积546290.37公顷，森林覆盖率36.35%，森林资源位居山东省首位，因而烟台市的林地变更工作量较大，应在过程中进行行之有效的质量管控，提高工作效率和质量。

2 质量管控要求

2.1 总体管控要求

质量管控主要包括内业质量管控和外业质量管控二个方面。其中内业质量管控包括林地图斑区划检查、林地图斑界线与遥感影像特征吻合情况检查、林地图斑拓扑结构检查、行政区域边界检查。外业质量管控主要包括图斑区划和实地的吻合程度检查，重要属性因子如权属、地类、林种、起源等不得有错。

省级以上的检查主要是对变更工作生成的成果和入库的数据进行相应的质量检查，以山东省监测部门建设的“山东省森林资源动态监测系统”[3]中的相应的软件进行检查。县级监测部门在变更调查工作结束后也利用系统中的“山东省森林资源动态监测系统-县级版”（简称县级版）软件进行自检。市、县二级没有相应的质量管控软件，对即时变更的数据无法进行相应的质量检查。

2.2 过程检查事项

质量管控应对林地变更工作中的每一个环节进行质量检查控制，避免累计误差[2]。为了做好过程中的质量管控，利用ArcGIS软件，在烟台市2017年度林地变更工作过程中做了一些探索，主要包括以下四个方面。

（1）主要检查指标：林地面积、森林面积、公益林地面积、商品林地面积等主要指标的变化情况。

（2）区划情况：对检查区域内的林地区划情况进行判读检查，查看是否存在疑似错划、漏划林地的现象；是否存在影像特征变化明显的地块未进行变更的现象等。

（3）属性因子的逻辑关系：对县级版软件未包含的主要因子间的逻辑关系进行重点检查。

（4）变化原因：重点查看林地增加和减少、森林增加和减少等几种重要变化原因的填写是否符合逻辑。

3 技术方法

3.1 数据准备

（1）变更基础数据的准备。在变更工作开始前，将省级监测部门下发的基础数据，导入县级版中，通过软件的“标准转换”功能导出省级标准shp数据，命名“变更基础数据”，以下简称前期数据。

（2）阶段变更数据的导出。在变更工作过程中，如需对过程数据进行检查，可通过县级版的“标准转换”功能导出省级标准shp数据，命名为“阶段变更数据”，以下简称后期数据。

县级版进行标准转换的操作界面如图1。

图1 数据转换导出界面

3.2 建立检查数据库

（1）建立质量检查数据库。在ArcCatalog中建立文件地理数据库，命名“2017年度林地变更质量检查”，在数据库下建立相应坐标系的数据集，数据集可以县市区的名字进行命名。将前后期数据分别导入数据集中。

（2）制作两期联合数据。在ArcMap中通过“地理处理”里的“联合”功能，制作“两期联合数据”。制作时，先添加前期数据，后添加后期数据，确保联合后的属性表中变更基础数据在前，阶段变更数据在后。通过“系统工具箱”里的“字段删除”工具将“两期联合数据”属性表中的无用属性字段进行删除，两期数据均保留FID字段、县、乡、村、小班等识别因子，权属、地类、林种、起源、森林类别、事权等级、林地保护等级、工程类别等检查因子，后期数据同时保留变化原因、变化年度和说明3个字段。字段删除结束后，添加“面积”字段，并计算面积。

（3）制作检查因子变化图层。对8个检查因子，分别制作变化图层。以地类变化图层为例，在ArcMap中添加“两期联合数据”，打开属性表，通过“按属性选择”功能，筛选“前期地类≠后期地类”的小班，关闭属性表，右击“图层”下“两期联合数据”，选择“导出”，将地类变化的图层导入数据集中，命名“地类变化图层”。以同样的方法分别制作“林种变化图层”“权属变化图层”“森林类别变化图层”“起源变化图层”“事权等级变化图层”“林地保护等级变化图层”“工程类别变化图层”等检查因子的变化图层。

（4）建立内业判读检查图层。在ArcCatalog中，打开“2017年度林地变更质量检查”文件地理数据库，在数据集下新建要素类，命名“内业判读检查图层”，类型为面要素，新建xian、xiang、cun、xiaoban、yuanyin五个文本类型的字段，和一个双精度类型的mianji字段。

以上数据处理结束后，“2017年度林地变更质量检查”地理数据库结构如图2。

图2 质量管理数据库样式

3.3 质量检查

为便于质量检查的操作，在检查工作开始前，在ArcMap中将“图层”下的所有数据移除。

（1）检查指标的两期对比。在ArcMap中分别添加前后期变更数据，分别打开两期数据的属性表，通过“按属性选择”分别统计两期数据的林地面积、森林面积、公益林地面积、

商品林地面积和国家级公益林地面积等重要指标，对比查看重要指标的两期总体变化情况，并记录，结合收集的林业生产经营资料，查漏补缺。完成后将“图层”下的数据移除。

（2）内业区划合理性检查。内业区划合理性检查主要是对地类变化情况进行检查。在ArcMap中添加“地类变化图层”“内业判读检查图层”和下发的影像数据。首先双击“地类变化图层”打开“图层属性”，通过“定义查询”功能，显示面积大于0.07公顷的地类变化图斑，结合影像查看地类变化图斑的区划合理性。其次查看遥感影像特征变化明显；对地类未变更的图斑，查看是否存在错划、漏划等现象。将发现的疑似有问题的小班在“内业判读检查图层”上进行标注，分别登记相应的属性信息。从“内业判读检查图层”上挑选有代表性的小班进行外业核实检查。完成后将“图层”下的数据移除。

（3）属性逻辑检查。在ArcMap中添加后期数据，打开属性表，一是查看优势树种和林种、森林类别、起源等之间的逻辑关系是否正确；二是查看国家级公益林保护等级和林地保护等级之间的逻辑关系是否正确；三是查看国家特别规定灌木林树种的地类和林种填写是否正确；四是查看地方灌木林树种的地类和林种填写是否正确。完成后将“图层”下的数据移除。

（4）变化原因检查。在ArcMap中添加“地类变化图层”，打开属性表，通过“按属性选择”，筛选前期为非林地、后期为林地且面积大于0.07公顷的林地增加图斑，查看变化填写是否合理；筛选前期为林地、后期为非林地且面积大于0.07公顷的林地减少图斑，查看变化原因填写是否合理；筛选前期为非森林、后期为森林且面积大于0.07公顷的森林增加图斑，查看变化原因填写是否合理；筛选前期为森林、后期为非森林且面积大于0.07公顷的森林减少图斑，查看变化原因填写是否合理。将剩余的7个变化图层全部添加到ArcMap中，分别打开8个变化图层的属性表，通过“按属性选择”，筛选面积大于0.07公顷的变化图斑，查看是否填写变化原因。完成后将“图层”下的数据移除。

4 在国家级公益林检查中的应用实例

2017年，山东省完成了国家级公益林落界工作[4]。在2017年度林地变更工作开展时，山东省国家级公益林落界成果已上报，因此此次变更工作中，国家级公益林面积和空间位置不允许无依据变动。为此，2017年度林地变更工作中特别做了国家级公益林的检查。

4.1 制作两期国家级公益林图层

在ArcMap中，将前后期变更数据分别添加到地图中，分别打开两期数据的属性表，通过“按属性选择”功能，选择事权等级为国家级公益林或者国家级公益林保护等级不为空值的小班，关闭属性表，右击“图层”下相应的矢量数据，选择“导出”，将两期国家级公益林矢量数据导入到数据集中，分别命名“国家级公益林基础数据”和“国家级公益林阶段数据”。完成后关闭ArcMap软件。

4.2 建立国家级公益林拓扑规则

在ArcCatalog中，打开“2017年度林地变更质量检查”文件地理数据库，在数据集下新建“国家级公益林检查”拓扑，参与到拓扑中的要素类选择“国家级公益林基础数据”和“国家级公益林阶段数据”，拓扑规则为“必须互相覆盖”，要素类的要素选择“国家级公益林基础数据”，要素类选择“国家级公益林阶段数据”，进行拓扑验证检查。

4.3 质量检查

在ArcMap中添加“国家级公益林检查”拓扑，并将拓扑中的所有要素类添加到地图中。打开编辑，在“拓扑”工具条中的“错误检查器”中，查看拓扑错误类型，检查国家级公益林的空间位置是否发生变化。

5 讨论

质量管控方法主要用于林地变更过程中的质量检查，主要适用于从事林地变更工作的技术人员使用。此方法操作较为灵活，可以对分组数据进行检查，也可对全县数据进行检查，可以在工作过程中、也可以在工作完成后进行检查，能随时发现错误，及时更正，提高工作效率和质量。本方法可在实际工作中逐渐优化完善，结合市县森林资源动态监测系统开发相应的软件，便于提高市县林地变更工作的质量。

[1] 邱尧荣,陆亚刚.林地变更的基本原理、常见问题与对策研究[J].华东森林经理,2014,28(2):1-4.

[2] 温晨晓.浅谈县级林地变更调查数据质量控制[J].现代园艺,2016，(5):155-156.

[3] 杨志军,谭绪泉,赵青，等.山东省森林资源动态监测系统的构建与应用[J].山东林业科技,2018, (5):115-117.

[4] 张芬,赵燕,赵青，等.基于林地变更数据的国家级公益林落界-以山东省为例[J].山东林业科技, 2018,(3):81-83.

2019-03-15

曲宏辉，男，汉族，工程师，从事森林资源监测和调查工作。

TP319

B

1004-7743（2019）03-0061-04