基于ArcGIS提取第三次国土调查图斑未变化的边线

丁晓莉

(甘肃省测绘工程院，甘肃 兰州 730000)

根据《国务院关于开展第三次全国土地调查的通知》要求，第三次国土调查(以下简称“三调”)的主要任务是在第二次全国土地调查(以下简称“二调”)成果基础上，按照国家统一标准，利用现有资料，以正射影像图为基础，实地调查土地的地类、面积和权属[1-2]。根据三调技术要求，三调图斑与二调图斑边界重合的数量占比不能超过3%。在生产的过程中，如何辅助检查人员判断地物边界采集是否准确,为管理人员评估图斑采集质量提供依据,快速准确地提取出三调图斑与二调图斑的重合边界,实时计算重线图斑数量的占比情况,是其中一个重要手段。

鉴于ArcGIS的优势，本文提出了一种基于ArcGIS平台下的Model Builder(模型构建器)图斑重线快速提取的方法。该方法将平台已有的一系列基础地理处理工具串联在一起,构成一个工作流，实现了多步处理流程可在同一操作指令下完成任务的功能，不仅降低了人工参与操作的强度，也使得作业员在采集数据的同时，随时提取重合图斑边界，查看数据质量情况，提高了任务处理的效率。

1 模型构建器的介绍

功能强大的ArcGIS，作为一种能够高效处理GIS数据的工具[3-4]，已经在地理信息产业的各个项目中到了广泛的应用。它提供的Model Builder模型是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，也可以将模型构建器看成是用于构建工作流的可视化编程语言[5]。输入数据和输出数据的类型多样，包括要素类、要素图层、栅格数据集和工作空间。不同的地理处理工具对输入数据有不同的要求，生成的输出数据也不同。可以通过模型的变量和工具之间建立连接来为地理处理工具指定数据或其他参数设置以用作输入，也可以在模型中交互建立连接，或通过打开模型中的工具并将某个模型变量选为输入来建立连接，或浏览至其他数据来建立连接。当模型经过检验所有流程均有效后即可运行[6]。

2 数据情况分析

依据项目要求，第二次土地调查影像分辨率不低于2.5 m，第三次国土调查影像分辨率不低于1 m[7]。由于前后两个项目的采集精度、地物分类和地物采集指标不同，使得以二调图斑为基础采集的三调图斑的边界范围一般应与二调图斑的不一致，那些与二调图斑边界重线的地方(行政界线除外)有可能是未修改的地方，需要找出来进行人工核查。同时为了达到重线的要素数量占比不能超过3%的技术要求，可以将提取出有重线的图斑要素的边界进行细微调整，以便达到技术要求。

3 过程分析

首先提取各类图斑的边界线，如图1(a)所示，黄色为二调图斑边线，蓝色为三调图斑边线;然后通过叠加分析提取出三调图斑边界线和二调图斑的重合部分，如图1(b)所示的图中红线，在提取的结果中发现，行政界线引起的重线也会被提取出来(图中红线和绿线重合区域)；行政界线引起的重线是合理的，应当被剔除，如图1(c)所示，最终的结果为图中红线。

图1 重线提取的流程图

依据分析可知，本工具设计的界面如图2所示。需要两个输入变量和一个输出变量。输入变量一个对应二调地类图斑数据，另一个对应三调地类图斑数据；输出变量保存提取结果的路径。

图2 重线提取的界面

4 重线提取的关键点分析

4.1 数据坐标和范围一致

二调数据成果采用1980西安坐标系，而三调成果采用高斯克吕格投影的2000国家大地坐标系，在提取重合图斑边界之前，应把两种数据成果转换成一致的坐标系，即2000国家大地坐标系。为了保证提取结果的完整，二调成果的数据范围应不小于三调成果的。

4.2 Model Builder构建工作流

本工作流主要使用到了“面转线”、“融合”和“擦除”三种工具。

(1)面转线

调用“面转线”工具时，应选中“识别和存储面邻域信息”复选框，转成的线要素会分析并记录面邻域关系，以便后续的叠加分析，如图3所示。

图3 面转线

(2)融合

此工具是为了提取村级行政区界线。打开工具后，在“融合字段”栏目中须勾选“QSDWDM”(权属地物代码)和“QSDWMC”(权属地物名称)。

(3)擦除

此工具用于提取重线，整个过程中，共用了三次“擦除”操作。首先用二调边线擦除三调边线，得到三调中与二调不重合的边线；再用三调中与二调不重合的边线擦除三调的边线，得到三调与二调重合的边线，这里的边线会包含行政界线；最后用提取的行政界线擦除包含行政界线的三调与二调重合的边线，得到三调图斑与二调图斑重合的边线。

在模型构建器中整个操作的处理过程如图4所示。构建完模型后，需要点击“验证整个模型”工具按钮，验证模型是否可以正常运行。验证模型运行成功之后，可点击“保存”按钮，将整个模型保存到自定义的工具箱中，就可以作为一个工具重复使用[8-10]。

图4 在模型构建器中的实现过程

5 实验与结果分析

实验选取了某镇面积约182.17 km2的三调数据作为实验区，其图斑数量约有10 578个。处理前如图5(a)所示(蓝色为三调图斑边线，绿色为二调图斑边线)；处理后，提取的重线如图5(b)红线所示。进行了“逐步使用ArcGIS提供的工具”和本文提出的方法的对比实验。这里“逐步使用ArcGIS提供的工具”的方法主要使用了“融合”、“面转线”和“擦除”工具。

图5 实验区数据处理前后对比

通过对两种计算方法所使用的鼠标绝对操作次数和整合完成时间进行了比较和统计，得到如表1所示的统计情况。

表1 两种方法指标统计表

通过表1可以看出：

(1)逐步使用ArcGIS提供工具的方法，需要手工使用鼠标绝对操作的次数较多；操作人员每次操作时，都须准确的指定输入数据和输出结果；上一步操作和下一步操作之间存在时间间隔，如有耽搁，提取任务将无法完成；且在整个处理过程中，操作人员需要高度集中注意力，才能避免出错，消耗体力较大。

(2)本文提出的方法操作简单，用时较短，能够更好地避免处理过程中可能出现的失误操作。

6 结 语

本文详细地分析了数据情况和技术要求，利用ArcGIS平台的模型构建器，通过把在三调图斑与二调图斑重合边线提取过程中使用的一系列工具组合成一个工作流模型，实现了输入图层和输出路径即可完成自动提取任务。这种方法有效地避免单步操作产生的各种冗余数据，封装了详细复杂的处理流程和顺序，操作简单，得到的结果非常准确可靠，且对操作人员的开发基础要求低。一个处理模型经过简单微调，就能适用于下一个生产需求，较大提高了工作效率，具有很大的灵活性和可扩展性，可以为项目生产的处理需求提供高性价比的解决方案。