淺談基于ArcGIS的土地利用現狀圖的縮編方法

馬福星

摘 要:通過ArcGIS軟件在土地利用現狀圖縮編中的具體應用,總結出一套較為可行、高效、方便的土地利用現狀圖縮編方法。

關鍵詞:ArcGIS土地利用現狀圖縮編

中圖分類號:P28 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0047-01

土地利用現狀調查是指在全國范圍內,為查清現狀用地的數量及其分布而進行的土地資源調查[1]。全國第二次土地調查的目的是全面查清土地資源和利用現狀,掌握真實準確的土地基礎數據,科學規劃、合理利用、有效保護土地資源,實施最嚴格的耕地保護制度,加強和改善宏觀調控提供依據,促進經濟社會全面協調可持續發展。土地利用現狀圖是土地利用現狀調查工作結束需要提交的主要成果之一,它也是地籍管理和整個土地管理工作的重要基礎資料。傳統的土地利用現狀圖編制方法繁瑣,速度慢、精度差,時效性差。隨著計算制圖技術和GIS在國土資源管理中的廣泛應用,傳統的紙質土地利用現狀圖,已經逐步被多功能的數字土地利用現狀圖所取代。本文根據自己在生產實踐中的經歷,簡要談談利用ArcGIS軟件,在已有1∶10000土地利用現狀數據庫的基礎上,采用縮編的方法,編制1∶50000土地利用現狀圖。

1縮編應遵循的原則

制圖綜合的目的是突出制圖對象的類型特征,抽象出基本規律,更好地運用地圖圖形向讀者傳遞信息,并可以延長地圖的時效性,避免地圖很快地失去作用。制圖綜合是一個十分復雜的智能化過程,它還要受到一系列條件的制約,如地圖用途、比例尺、圖解限制和數據質量等,并使用約定的方法[2]。根據《河南省土地調查成果數據縮編技術指標》及第二次全國土地調查1∶10000成果數據的特點,在縮編時應遵循以下原則。

(1)整體符合原始數據的地類分布狀況;(2)相鄰地類圖斑合并時盡可能歸并到性質最為相近的地類圖斑;(3)線狀地物縮編遵循重要性原則:主要鐵路、公路、河流等不能歸并;線狀地物中的農村道路、溝渠和田坎等可以根據具體情況進行縮編;(4)數據縮編前后要求地類面積保持一致;(5)交通和水系選取要保證成網連通。

2ArcGIS的制圖綜合功能

ArcGIS是目前世界上應用最為廣泛的GIS軟件之一。它由三個重要部分組成:桌面軟件Desktop、數據通路ArcSDE和網絡軟件ArcIMS。鑒于本文所講述的方法是在Desktop軟件下進行)的制圖綜合,因此需要介紹一下ArcGIS Desktop的應用環境。ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox是ArcGIS Desktop桌面軟件的三個應用模塊,ArcMap提供數據的顯示、查詢和分析,ArcCatalog提供空間的和非空間的數據管理、生成和組織,ArcToolbox提供基本的數據轉換。

ArcToolbox中有許多制圖綜合的功能,如提取中心線(Create Centerlines)、要素融合(Dissolve)、區域融合(Dissolve Regions)、要素取舍(Eliminate)、線狀要素簡(Simplify Lines)等,這些功能最大的優點是可以對編輯圖層的所有要素進行批量處理,但這些功能所支持的數據格式均為Coverage格式[3]。

3土地利用制圖綜合的主要內容

3.1 狹長圖斑的線化

隨著制圖比例尺的變小,原來圖上以圖斑形式表示的水系、交通等地物不再滿足上圖指標,因此需要提取它們的中心線,并將這些不夠上圖面積的圖斑用提取的中心線加以分割,分配到其鄰近的圖斑中。由于進行這種操作的圖斑多為狹長圖斑,所以我們常稱其為“狹長圖斑線化”。

3.2 小圖斑綜合

制圖綜合時,根據“表示主要的,去掉次要的”原則,我們通常對地物圖斑設定一個最小上圖面積,面積小于這個限值的圖斑稱為“小圖斑”。對小圖斑的綜合處理,說到底就是小圖斑應該歸并到哪個大圖斑最合理的問題。這也是土地利用綜合制圖中最為復雜、最為關鍵、工作量最大的一步。雖然ArcToolbox中為我們提供了諸如要素融合(Dissolve)、要素取舍(Eliminate)的制圖綜合功能,來幫助我們實現小圖斑綜合,但是我們仍需在此之前手工完成以下一些小圖斑綜合工作,才最為合理。這些小圖斑單獨看,它們不夠上圖指標,而它們合并起來卻符合上圖標準,這類小圖斑大致分為兩種:一是不同地類類型地類圖斑的合并,雖然我們可以運用ArcToolbox下的一些功能實現自動化處理,但根據地類就近合并和地類圖斑形式美觀兩個方面,采取手工處理這類圖斑較為妥當;二是相同地類類型圖斑的合并,這種情況是由線狀地物分割,而線狀地物在綜合時被舍棄造成的(規定不能合并的地物除外,如湖泊)。

3.3 圖形的概括

隨著制圖比例尺的縮小,線狀、面狀圖形的某些碎部已無法清晰表示出來,必須把它們刪除。圖形輪廓線上0.5mm×0.6mm的小彎曲需要裁曲取直,對于那些充當地類圖斑邊界的線狀圖形的概括,還需要注意概括前后與地類圖斑邊界一致性的問題。對于線狀圖形小彎曲的概括,還需注意概括前后該線狀圖形與周邊線狀圖形空間位置的問題。對于面狀圖形間距小到無法詳細區分時,需要消除該狹縫。同類地類圖斑,直接合并成一個地類圖斑;不同類地類圖斑,將狹縫按圖斑美觀原則合并到相應的圖斑中。

3.4 線狀地物的選取

(1)交通:高速公路、國道、省道、縣道、鄉鎮道路和部分重要農村道路需要選取;(2)水系:選取河流、運河、溝渠時,按從大到小、由主及次的順序進行,界河、獨流河、連通湖泊及荒漠缺水地區的小河必須選取;(3)道路、溝渠要連接成網,村村通路,溝渠注意網眼大小。

3.5 縮編數據的檢查

為了保證縮編數據的質量,我們不僅可以通過人工檢查的方法來查漏補缺,改正錯誤,還可以運用ArcGIS軟件本身提供的一些功能來提高數據檢查的效率與質量。

3.5.1 不夠上圖指標圖斑的檢查

利用ArcMap下屬性篩選工具“Select By Attributes”,通過編寫篩選條件語句,查找不夠上圖面積的圖斑,根據具體情況酌情處理。

3.5.2 錯誤合并圖斑的檢查

在作業過程中,由于我們的疏忽,可能將一些符合上圖標準的圖斑合并到了其他圖斑中,針對這種錯誤,我們可以在ArcToolbox里檢查,ArcToolbox→Analysis→Overlay→Union,突出顯示縮編前后地類不一致的圖斑,重點檢查大于最小上圖指標的圖斑,通過比對編后圖斑,查出錯誤合并的圖斑,進行改正。

4結語

筆者利用已有1∶10000土地利用現狀數據庫,在基于ArcGIS軟件幾個可以運用于制圖綜合的功能之上,通過人機交互的方式縮編完成了1∶50000土地利用現狀圖,總結出上述幾點技術經驗。雖然ArcGIS軟件功能強大,但是在具體制圖運用時還需注意以下幾點。

(1)用Create Centerlines功能處理狹長圖斑時,為保證生成的中心線正確,在處理前應對狹長圖斑輪廓線進行封閉;(2)在進行線狀地物選取時,由于小圖斑綜合,造成原本應該連通的道路、溝渠等線狀地物中斷,所以應將這類線狀地物連通,使它們能夠連接成網;(3)如果條件許可,可以在ArcGIS軟件基礎上開發一些數據檢查的小程序,以方便檢查,提高數據的質量。

參考文獻

[1] 詹長根.地籍測量學[M].武漢:武漢大學出版社,2001.

[2] 祝國瑞,郭禮珍,尹貢白,等.地圖設計與編繪[M].武漢:武漢大學出版社,2001.

[3] 畢強,崔利,段建剛,等.基于ArcGIS的土地利用現狀圖縮編方法研究[J].測繪通報,2011.