ArcGIS模型工具在林业规划设计中的应用

摘要：指出了ArcGIS模型工具是通过ArcGIS模型构建器（Model Builder）构建相应的模型，把若干个操作步骤设定成为一项工作程序，对数据、图层等操作进行处理的过程。介绍了模型工具的优点，结合林业规划设计中的实例应用，系统地阐述了使用ArcGIS模型构建器（Model Builder）构建模型工具。提出了Arc-GIS模型工具在处理林业图层数据，尤其是在一些需要重复操作的环节上，可以极大程度地缩短工作时间，以进一步提升工作的效率。

关键词：模型工具;ArcGIS;模型构建器;模型参数;规划设计

中图分类号：S7 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）17-0177-02

1 引言

随着计算机科学技术的普及，信息技术在各个领域也获得了前所未有的推广应用。地理信息系统技术是信息技术的一项重要分支，为林业规划设计工作提供了非常重要的科技工具，尤其是对于林业制图设计的工作效率提升，发挥着越来越突出的重要角色。随着电脑硬件配置的不断提升，地理信息系统（GeograpHic Infor-mation System，简称GIS）技术在林业规划设计活动中得到了快速推广和应用。ArcGIS地理信息系统软件为林业规划设计提供了非常简单且高效的现代化工具。

在林业规划设计工作中，通常使用的制图软件有ArCGIS.MAPINFO} VIGIS等软件，但是ArcGIS地理信息系统尤其备受青睐，这是因为从功能应用上Arc-GIS具有非常突出的图形输入、图形合并、图形矢量化、图形拓扑等功能，以及对vfp和Excel进行连接处理等特色功能。正是因为ArcGIS地理信息系统的这些功能具有的突出特点，可以很好地对林业用地的使用现状、森林植被的分布特征、林地立地条件等多个属性因子的相关数据进行保存及分析，从而掌握森林资源及其属性因子的分布情况及变动情况。除此之外，ArcGIS地理信息系统还能够把森林资源的关联数据信息进行加工处理，通过可视化的图表进行呈现，从而推动了林业生产和管理工作实现更加精准化、科学化和现代化。通过使用ArcGIS地理信息系统进行林业规划设计制图，可以非常显著地缩短制图设计所需要的时间，提升制图设计工作的效率，从而大大地降低了设计制图环节的各项成本开支，对于促进林业生产和管理工作发挥着明显的促进作用。

但是，随着ArcGIS地理信息系统软件的广泛使用，由于每个工具的操作步骤较为独立，也产生了新的问题，那就是带来了大量简单且重复的操作。在实践中，尤其是在进行林业规划设计制图的环节，有相当多的步骤都是围绕若干项的需求进行反复操作，如果每个步骤都还是需要借助人工进行，那么设计制图工作讲变得耗时费力。此时，通过借助ArcGIS模型构建器，把涉及到相同的重复操作组合成为工作流，实现多步骤操作在ArcGIS软件的同一指令下进行完成，可以非常明显的降低人工参与操作的时间成本，从而大大地提升林业设计数据处理的效率。

2 ArcGIS模型工具的特点

ArcGIS模型工具通过ArcGIS模型构造器（ModelBuilder）将若干个工具进行有序地连接，然后根据设定的执行命令进行操作，获得相应的输出结果ArcGIS模型工具具有以下几个方面的特点。

2.1 工具串联实现流程化

在模型构造器中创建新的模型，将多个等待处理的工具进行有序地串联，把每个待处理的工具进行输出端和输入端的串联，实现不同工具的连接，从而构建起一项新的工作流程。这样的串联方式，通常是基于工作流程的重复进行而设定的，旨在把需要重复处理的操作指令让工具来完成，避免了过程步骤再需要人的参与，从而实现工作流程化的效果。此外，还可以根据工作的不同需要，对该模型进行适当的调整优化，或者修改成为更加复杂的模型，尤其是在执行复杂分析的情况下，可以把小模型纳入到其它模型进行使用，实现多样的共享化效果。

2.2 模型工具保存实现共享化

在模型工具构建之后，进行保存。新建一个工具箱，将模型工具保存至工具箱，并通过电脑和网络进行共享，可以极大地方便了工作协同效率。基于模型的保存和共享，能够让对于ArcGIS地理信息系统软件的其他用户，借助已经保存的模型进行分析，实现非常友好的使用体验。

2.3 操作简单实现可视化

运用模型构建器创建模型工具，是基于图形的可视化进行操作，将工作流程中所需要的每个工具拖动到模型布局页面，然后对各种工具进行连接与设置，操作简单、通俗易懂。此外，采取这样简单的操作，较之于采取其他方式执行完成的相关工具，导致差错的可能性更小。

3 ArcGIS模型构造器（Model Builder）应用实例

3.1 问题背景

在林业规划设计工作实践中，特别是编制使用林地可行性研究报告相关项目过程中，通常遇到这样的常见情况，一些项目仅仅提供了项目用地范围的拐角坐标点和参照的坐标系。要将这些拐角坐标点转换为项目红线面图层，在ArcGIS软件中处理，需要经过5个步骤，每一个项目红线的处理如果都按照这5个步骤进行处理，必将浪费许多的时间。而ArcGIS模型工具，可将这些步骤很好的串联在一起，成为一个新的工具。为此，如何进行构建模型工具、添加所需的工具、设定模型的参数和变量，调试和运行模型，获得相应的执行结果，成为了操作全流程的关键。

3.2 目标任务

本应用实例是通过使用ArcGIS模型构建器（Mod-el Builder）构建模型工具，实现把EXCEL坐标点转成面图层的目标。

3.3 操作步骤

下面通過实际案例的步骤进行操作展示，通过ArcGIS模型构建器（Model Builder）进行建模，把EX-CEL坐标点转换为项目范围面的图层。

3.3.1 创建模型

关于模型的创建，可以采用以下两种方法进行完成。

方法一：在ArcCatalog的目录下，新创建一个工具箱，然后使用鼠标的右键点击，弹出工具箱的创建，根据提示进行完成模型的创建。操作步骤依次为：“工具箱”—“我的工具箱”—“工具箱.tbx”—“新建”—“模型”。

方法二：如果在ArcGIS10.2版本下，打开软件之后的主界面菜单栏，可以看到一个模型构建器的图标，直接点击该图表，就可以进行模型的创建。

3.3.2 添加模型工具、模型變量及设置模型参数

这部分内容的实现，主要包括以下3个操作步骤。在添加模型工具之前先明确，要把EXCEL坐标点转换为面图层所需要的是哪几个工具，具体包括：创建XY事件、筛选工具，点集转线工具，要素转面工具等4个。

步骤一：添加模型工具。在ArcToolbox中找到上述工具，用鼠标左键选中这四个工具不放，然后拖拉到模型编辑的界面里边，接着再点击“连接”按纽，把这4个工具各自的输出端和另一个工具的输入端相连接，根据操作步骤的需要按照顺序进行串联（表1）。

步骤二：添加模型变量。首先明确，创建该模型需要用到的三个变量：EXCEL坐标点、参照坐标系、点图层转线图层所需的排序字段。模型变量的添加，一方面可以通过模型编辑界面的添加数据进行操作实现，另一方面还可以通过在模型编辑器的界面空白处点击鼠标右键，找到创建变量的按钮然后进行操作实现。除此之外，通过右键点击工具，弹出获取变量的选项，从参数或者环境中读取，也是添加模型变量的方法，从操作便捷性来看，这种方法的效果更好。

步骤三：设置模型参数。模型参数包括变量和输出端两个方面，需要分别进行操作。通过点击鼠标右键，选择要设置对应的变量，然后选择模型参数，模型参数的设置即可操作完毕。当模型参数设置完成以后，在模型流图上可以看到显示“p;字样，就是该模型所设置的参数。当然，对于不需要设置为变量的情况，则不需要进行上述参数设置的操作。例如，本模型用到的点集转线工具，在选择闭合线选项的时候，不需要把“闭合线”设置为变量和参数，而是直接在点集转线工具设置时勾选即可完成操作（图1）。

3.3.3 调式或运行模型

这是模型构建的最后一个步骤，旨在验证模型的是否可以正常运行。在创建模型的上述步骤操作结束之后，需要点击“保存”按钮，即可保存当前创建的新模型，同时为了确认模型的可正常使用，通常还需要对模型进行调式或试运行。调试或运行新创建的模型，采取的方法是通过点击“模型”按钮，然后在出现模型对话框中进行参数设置，最后点击“确定”按钮，查看该模型是否按照既定的相关工具进行执行和是否输出相应的结果（图2）。

4 结语

通过上述的转换应用实例可以看出，模型工具在林业规划设计工作中具有容易上手、操作简便、快速高效等特点。除此之外，在林业规划设计工作中，对于需要重复操作的数据、图层等处理工作，通常都可以通过构建相应的模型进行类似操作，实现快速高效的数据处理结果。比如，如行政界线的融合、多图层的合并等操作，通过ArcGIS模型构建器（Model Builder）进行构建相应的模型工具，然后仅仅需要完成一个操作过程，例如添加数据、输入图层、输出路径等简单动作，即可完成所有类似的操作流程，不再需要操作这些重复的过程步骤，从而快速地促进了设计制图工作效率的飞速提升。同时，模型工具是一个系统化的工作流程，可以有效避免采用其他工具进行操作而产生的各种冗余数据。

参考文献：

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收稿日期：2019-09-06

作者简介：李海涛（1983-），男，工程师，研究方向为林业勘测设计。