曹 霸，肖 玲*，章紫粼，陳興亞

(1.貴州省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院；2.貴州林業(yè)勘察設(shè)計(jì)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550000)

根據(jù)《省林業(yè)廳關(guān)于開(kāi)展2017年度林地變更暨森林資源數(shù)據(jù)更新調(diào)查工作的通知》的要求，在貴州省第四次森林資源普查成果和2016年度林地變更調(diào)查成果基礎(chǔ)上，貴州省決定開(kāi)展林地變更調(diào)查工作，同時(shí)按縣抽取10%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行森林資源數(shù)據(jù)復(fù)位更新調(diào)查[1]。由于森林資源復(fù)位更新調(diào)查工作基于森林資源普查調(diào)查體系，與林地年度變更調(diào)查之間存在調(diào)查技術(shù)體系、字段結(jié)構(gòu)和代碼不一致的問(wèn)題。為順利準(zhǔn)備各縣級(jí)調(diào)查單位基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，經(jīng)研究提出以下解決思路：利用ArcGIS軟件中的模型構(gòu)建器與Python語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)2016年林地變更成果數(shù)據(jù)庫(kù)與第四次森林資源普查數(shù)據(jù)庫(kù)的有機(jī)結(jié)合，按時(shí)完成兩套數(shù)據(jù)小班圖形邊界銜接、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和代碼之間的轉(zhuǎn)換工作。

目前，已有學(xué)者研究了森林資源與國(guó)土資源數(shù)據(jù)銜接方法，利用模型構(gòu)建器建模，研究森林資源與國(guó)土資源數(shù)據(jù)相互校正的方法[2]。也有學(xué)者將一系列ArcGIS地理處理工具串聯(lián)形成工作流，構(gòu)建模型，實(shí)現(xiàn)林業(yè)部門(mén)年度林地變更數(shù)據(jù)和國(guó)土部門(mén)土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)的疊加[3]。目前對(duì)森林資源普查成果與林地年度變更調(diào)查成果如何銜接的研究較少，但是做好兩套數(shù)據(jù)銜接對(duì)于森林資源數(shù)據(jù)和林地管理數(shù)據(jù)最終形成“一張圖”具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也可以為其它數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換提供借鑒。

1 存在問(wèn)題及解決方法

由于森林資源普查工作與林地變更調(diào)查工作側(cè)重點(diǎn)不同，調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系不同，兩項(xiàng)調(diào)查成果在進(jìn)行轉(zhuǎn)換銜接時(shí)存在以下問(wèn)題。

1.1 小班邊界不一致

通過(guò)對(duì)兩項(xiàng)調(diào)查成果數(shù)據(jù)疊加分析發(fā)現(xiàn)，由于存在人為及其它因素，造成了兩套數(shù)據(jù)在一定程度上存在小班邊界不一致的問(wèn)題，為此可在ArcGIS中，利用空間連接工具，以獲取所占面積比例最大的森林資源普查小班屬性來(lái)更新林地年度變更調(diào)查成果小班的相關(guān)屬性，保證兩套數(shù)據(jù)銜接的合理性。

1.2 字段結(jié)構(gòu)不一致

由于森林資源普查與林地年度變更調(diào)查工作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，造成了兩套數(shù)據(jù)的字段結(jié)構(gòu)存在不一致問(wèn)題，例如：森林類(lèi)別字段在森林資源普查成果中為“SLLB”，字段長(zhǎng)度為2，在林地年度變更調(diào)查成果中為“SEN_LIN_LB”，字段長(zhǎng)度為3；村字段在森林資源普查成果中為字段長(zhǎng)度為12，包含縣、鄉(xiāng)信息，在林地年度變更調(diào)查成果中字段長(zhǎng)度為3，不包含縣、鄉(xiāng)信息。為此需要梳理兩套數(shù)據(jù)字段結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，保證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的正確性。

1.3 代碼不一致

同樣由于調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，兩套數(shù)據(jù)的代碼存在不一致問(wèn)題，例如優(yōu)勢(shì)樹(shù)種代碼，杉木代碼在森林資源普查成果中為“110801”，在林地年度變更調(diào)查成果中為“310”；喬木林地代碼在森林資源普查成果中為“1110”，林地年度變更調(diào)查成果中為“0111”。需梳理各字段代碼之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在ArcGIS中利用字段計(jì)算器工具結(jié)合Python語(yǔ)言進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換，保證各字段代碼之間的正確轉(zhuǎn)換。

2 關(guān)鍵技術(shù)及技術(shù)難題

2.1 關(guān)鍵技術(shù)

林地變更調(diào)查成果與森林資源普查成果之間的轉(zhuǎn)換利用到兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：一是模型構(gòu)建器，主要用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的流程化處理；二是Python，主要用于實(shí)現(xiàn)字段代碼之間的轉(zhuǎn)換。通過(guò)兩者的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的功能。

2.1.1 模型構(gòu)建器 模型構(gòu)建器是ArcGIS中的功能模塊，主要用于創(chuàng)建、編輯、管理及自動(dòng)執(zhí)行工具箱中工具的地理處理模型，將一系列地理處理工具串聯(lián)在一起的工作流，將其中的一個(gè)工具的輸出作為另一個(gè)工具的輸入，可以將模型構(gòu)建器看成是用于構(gòu)建工作流的可視化編程語(yǔ)言[4]。本文利用模型構(gòu)建器實(shí)現(xiàn)林地變更調(diào)查成果與森林資源普查成果轉(zhuǎn)換的流程化處理。

2.1.2 Python Python是一種不受局限、跨平臺(tái)的開(kāi)源編程語(yǔ)言，它功能強(qiáng)大且簡(jiǎn)單易學(xué)[5]，語(yǔ)法清晰簡(jiǎn)潔，開(kāi)發(fā)效率高，能夠與各種模型結(jié)合。Python與ArcGIS結(jié)合，成為了一種用于進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)管理和自動(dòng)化的語(yǔ)言，因而有助于提高工作效率[6]。利用Python實(shí)現(xiàn)了兩套數(shù)據(jù)代碼轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。

2.2 技術(shù)難題

2.2.1 小班屬性 相同唯一值小班按所占最大面積比融合，在數(shù)據(jù)處理的過(guò)程中，兩套數(shù)據(jù)疊加后出現(xiàn)破碎的小班和“雙眼皮”小班，造成小班與屬性的錯(cuò)誤對(duì)應(yīng)，降低了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為此按照最大面積比方法獲取小班屬性，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

2.2.2 代碼轉(zhuǎn)換 森林資源普查與林地年度變更調(diào)查的屬性字段代碼有許多不同，其中部分字段代碼通過(guò)簡(jiǎn)單的表達(dá)式即可轉(zhuǎn)換，例如森林類(lèi)別，鄉(xiāng)代碼、村代碼和林地保護(hù)等級(jí)等；但還有一部分字段無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單表達(dá)式轉(zhuǎn)換，例如地類(lèi)、事權(quán)等級(jí)、齡組和土地管理類(lèi)型等，這部分字段就需要找到兩套數(shù)據(jù)相同字段代碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在ArcGIS中利用字段計(jì)算器與Python語(yǔ)句相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的代碼轉(zhuǎn)換。

3 技術(shù)流程

3.1 林地變更數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)森林圖斑復(fù)位調(diào)查數(shù)據(jù)

用模型實(shí)現(xiàn)本次銜接兩套數(shù)據(jù)的思路是：

(1)將森林資源普查成果數(shù)據(jù)庫(kù)與林地年度變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行聯(lián)合，產(chǎn)生的多部件分割為單部件，唯一值編碼相同小班按照所占最大面積比進(jìn)行融合，將融合結(jié)果中的最大面積字段連接到聯(lián)合的數(shù)據(jù)庫(kù)(進(jìn)行單部件處理后)中，按照唯一值編碼相同的小班選擇小班最大面積等于小班數(shù)據(jù)庫(kù)面積的部分(圖1)。

圖1 林地變更數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)森林圖斑復(fù)位調(diào)查數(shù)據(jù)

(2)復(fù)制林地年度變更調(diào)查成果數(shù)據(jù)庫(kù)，刪除復(fù)制的數(shù)據(jù)庫(kù)的所有小班屬性信息，只保留小班圖形，然后與森林資源普查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)合并。

(3)空間連接(1)、(2)部分得到的數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取所占面積比例最大的小班屬性來(lái)更新林地年度變更調(diào)查成果小班。

(4)進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換，利用字段計(jì)算器按照相同字段代碼間的對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換各類(lèi)代碼。

(5)剩余沒(méi)有更新的部分小班則按照林地年度變更調(diào)查成果數(shù)據(jù)庫(kù)的小班屬性信息賦值，轉(zhuǎn)換代碼，得到森林資源圖斑復(fù)位調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)。

在ArcGIS中按照思路構(gòu)建模型，設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)，添加所需工具，完成兩套數(shù)據(jù)的圖形及屬性結(jié)合。部分模型如圖2。

圖2 林地變更數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)森林圖斑復(fù)位調(diào)查數(shù)據(jù)部分模型

3.2 森林圖斑復(fù)位調(diào)查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)林地變更數(shù)據(jù)

通過(guò)外業(yè)調(diào)查及完善相關(guān)圖形屬性因子后，得到最新的森林圖斑復(fù)位調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)，將其轉(zhuǎn)換為林地年度變更數(shù)據(jù)庫(kù)(圖3)，步驟如下：

圖3 森林圖斑復(fù)位調(diào)查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)林地變更數(shù)據(jù)

(1)將森林圖斑復(fù)位數(shù)據(jù)庫(kù)中的鄉(xiāng)、村字段改為林地年度變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)的格式，方便與林地年度變更標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行合并。

(2)合并森林圖斑復(fù)位數(shù)據(jù)庫(kù)及林地年度變更調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換，得到林地年度變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)。

按照上述思路及操作，需要利用Python語(yǔ)句在字段計(jì)算器工具中按照代碼之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換。代碼轉(zhuǎn)換的思路如下：

(1)利用字段計(jì)算器工具，輸入森林圖斑復(fù)位調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)和林地年度變更標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)合并的圖層，選擇需要計(jì)算的字段名。

(2)選擇表達(dá)式的類(lèi)型為Python_9.3，使地理處理器方法和屬性的使用與創(chuàng)建9.3版地理處理器相同。

(3)編輯表達(dá)式，按照代碼之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系編輯、輸入代碼塊，以實(shí)現(xiàn)代碼轉(zhuǎn)換。

例如森林圖斑復(fù)位調(diào)查數(shù)據(jù)地類(lèi)轉(zhuǎn)換為林地變更數(shù)據(jù)地類(lèi)的Python應(yīng)用如圖4。

圖4 森林圖斑復(fù)位調(diào)查數(shù)據(jù)地類(lèi)與林地變更數(shù)據(jù)地類(lèi)轉(zhuǎn)換

4 結(jié)論

通過(guò)利用ArcGIS中的模型構(gòu)建器及Python語(yǔ)言制作銜接模型，實(shí)現(xiàn)森林資源普查成果與林地變更調(diào)查成果的銜接，得到以下結(jié)論。

(1)通過(guò)該模型得到的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合了側(cè)重點(diǎn)不同的兩種工作成果數(shù)據(jù)的矢量圖形及屬性信息，為森林圖斑復(fù)位調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)更新林地年度變更數(shù)據(jù)庫(kù)降低難度。

(2)該模型的應(yīng)用能利用已有的森林資源普查成果數(shù)據(jù)庫(kù)高效地完善林地年度變更數(shù)據(jù)庫(kù)中的林分因子，降低了林地年度變更工作強(qiáng)度。

(3)該模型的應(yīng)用能利用林地年度變更成果數(shù)據(jù)更新森林資源圖斑復(fù)位調(diào)查的圖形及屬性信息，減少林地年度變更及森林資源圖斑復(fù)位調(diào)查工作的外業(yè)工作量，提高工作效率。

(4)本研究有關(guān)數(shù)據(jù)成果轉(zhuǎn)換思路的運(yùn)用可以為其它數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換提供借鑒。

(5)ArcGIS與Python兩者結(jié)合使用的門(mén)檻較低，沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)專(zhuān)業(yè)編程的技術(shù)人員都能夠?qū)崿F(xiàn)，因此在實(shí)際工作中有較大應(yīng)用價(jià)值。