黑龍江省地方林地年度變更方法的研究

梁志強,張鵬飛

(黑龍江省林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院,黑龍江 哈爾濱150080)

1 遙感影像判讀與小班區(qū)劃

加載兩期影像數(shù)據(jù)與本期基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù),復(fù)制本期基礎(chǔ)矢量為變更圖層,變更圖層為可編輯圖層,進行圖斑的變更區(qū)劃。在遙感影像的判讀過程中,將兩期影像進行對比分析,如圖1所示,找到變化圖斑,將變更圖層數(shù)據(jù)按照影像變化情況進行小班區(qū)劃,并將變更圖層中變化圖斑的“判讀類型”字段,按照國家林業(yè)局資源司制定的實施細則的要求進行賦值,根據(jù)土地覆蓋情況及其遙感影像特征判讀變化圖斑,判讀類型按有林地、灌木林地、無立木林地、其他林地及非林地5種記載。

判讀完成后,將變更圖層中“判讀類型”字段不為空的圖斑進行要素選擇輸出,計算變化圖斑的中心點坐標x、y值。并以行政縣為單位,根據(jù)由北向南,由西向東順序,即y值降序,x值升序的規(guī)則將變化圖斑在縣域范圍內(nèi)進行統(tǒng)一編號。將判讀的小班空間關(guān)聯(lián)前期小班,得到前期小班屬性,并保證其不跨越其他小班。

數(shù)據(jù)處理完成后,打印外業(yè)調(diào)查基礎(chǔ)材料,前、后期影像,小班關(guān)鍵信息等資料。

圖1 變更小班前后期影像對比

2 外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作

黑龍江省林地年度更新基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)庫基于森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查(簡稱二類調(diào)查)與國家局林地年度更新的技術(shù)標準設(shè)計,既能滿足常規(guī)業(yè)務(wù)生產(chǎn),也能滿足林地年度更新調(diào)查的需要,完成林地年度更新調(diào)查的同時,也完成了黑龍江省資源數(shù)據(jù)的更新工作。以此數(shù)據(jù)庫為標準,編制了“黑龍江省林地年度變更數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”,軟件界面如下圖2所示,在外業(yè)調(diào)查過程中,將變更圖層屬性數(shù)據(jù)(.DBF格式)加載到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)采集過程中對變更圖斑進行現(xiàn)地核查、驗證、記錄變更圖斑的信息。

圖2 林地年度變更數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

外業(yè)驗證方式及數(shù)據(jù)填寫方式:充分利用經(jīng)營檔案、造林設(shè)計、征占地等材料,無經(jīng)營材料的,采用外業(yè)現(xiàn)地核實的方式。(1)對于地類變化圖斑需將變更信息,變化原因,現(xiàn)地采集照片統(tǒng)一錄入到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。(2)對于地類無變化,而管理因子變化的圖斑,需要根據(jù)林地年度更新上一年度的小班關(guān)鍵值,修改小班的信息。(3)地類及其他屬性因子均無變化的圖斑不進行屬性編輯。

屬性因子采集完畢后,對“變化圖斑”“地類無變化,而管理因子變化”兩類圖斑的基礎(chǔ)因子信息進行保存輸出,外業(yè)調(diào)查報告說明等予以輸出、打印,地方局進行簽字、蓋章等。

3 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理工作

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理工作是紛繁復(fù)雜的一個過程,其涉及空間要素的編輯、選擇、拓撲及屬性數(shù)據(jù)的邏輯檢查、派生計算、平差、統(tǒng)計表匯總等操作。

3.1 矢量數(shù)據(jù)操作

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理中,矢量數(shù)據(jù)分為:變更基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)、變更圖斑矢量數(shù)據(jù)、變更成果矢量數(shù)據(jù)。

將外業(yè)導(dǎo)出的變更圖斑數(shù)據(jù)根據(jù)實際核實結(jié)果,重新區(qū)劃部分變化的圖斑,并重新空間關(guān)聯(lián)變化小班是否在前期小班內(nèi)部,同時核實變化圖斑和前期圖斑的單位、林班號是否一致,并確認不一致的圖斑是否真正發(fā)生變化。而后利用變化圖斑將變更基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采用ArcGIS工具進行擦除(Erase),合并(Merge)擦除后的圖斑等操作,形成變更成果矢量數(shù)據(jù),空間關(guān)聯(lián)(Spatial Join)前期數(shù)據(jù),形成本期與前期的對照數(shù)據(jù),結(jié)構(gòu)如下表1所示。

表1 變更成果矢量數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,字段ID(變更圖斑ID)的內(nèi)容不為空時,該小班為變更小班,與外業(yè)采集的屬性數(shù)據(jù)進行對應(yīng),Q_lcdwdm(前林場代碼)、Q_lb(前林班),Q_Xb(前小班)通過變更成果矢量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)變更基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲得,即該小班的變化之前的關(guān)鍵值信息,并通過該關(guān)鍵值關(guān)聯(lián)變更基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的屬性信息。數(shù)據(jù)中Q_lcdwdm,Q_lb、Q_Xb值有為空與不為空的情況,其值為空時,說明林地更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中不存在該地塊,為新增地塊;當其值不為空時,則該變化圖斑的前期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息,通過Q_lcdwdm,Q_lb,Q_xb從更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(關(guān)鍵值為Lcdwdm,Lb,Xb)中通過關(guān)鍵值關(guān)聯(lián)獲取前期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

(1)將變更成果矢量進行空間要素關(guān)系檢查、并計算林帶與小班面的長度(shape_leng)、面積(shape_area)等信息。

(2)通過變更成果矢量數(shù)據(jù)將變化小班與非變化小班進行統(tǒng)一平差、排號。

數(shù)據(jù)平差操作:將變更成果中Q_lcdwdm,Q_lb,Q_xb進行shape_area(面狀)、Shape_leng(帶狀)進行分類匯總,與變更基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中l(wèi)cdwdm,lb,xb的shape_area,shape_leng的匯總和進行差值比較,保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中的林業(yè)用地小班在變更數(shù)據(jù)中被分割后的多個小班的之和,與分割前的面積或長度保持一致,這樣兩期數(shù)據(jù)的匯總表內(nèi)容才能保證關(guān)系一致,這個是十分關(guān)鍵的一個步驟。如果存在誤差值,需分析誤差原因。當存在誤差且誤差允許范圍內(nèi),則對變更數(shù)據(jù)前期關(guān)鍵值Q_lcdwdm,Q_lb,Q_xb中最大面積(或長度)小班進行平差;如果誤差值很大,說明前期關(guān)鍵值獲取有誤或者區(qū)劃有誤,需要根據(jù)矢量圖內(nèi)容重新進行檢查、修正。

數(shù)據(jù)排號操作:當完成數(shù)據(jù)平差操作之后,數(shù)據(jù)需對成果數(shù)據(jù)進行重新排號。

(1)按照lcdwdm、lb進行統(tǒng)一排號。首先將數(shù)據(jù)中l(wèi)cdwdm、lb、xb重復(fù)的數(shù)據(jù)或者xb為0的數(shù)據(jù)進行篩選,這些數(shù)據(jù)即為需要進行重新排號的數(shù)據(jù)。

(2)并從本期成果數(shù)據(jù)中篩選出該lcdwdm、lb的最大小班號。所有需要重新編號的小班需從最大號后進行排號。

(3)首選需要重新排號的數(shù)據(jù)按照“ORDER BY lcdwdm,lb,xb,xbIsZero,shape_area Desc,shape_leng Desc”的規(guī)則進行排序,之后遍歷數(shù)據(jù)執(zhí)行如下代碼。以下為基于Visual Foxpro的排序代碼。

_lcdwdm=0

_lbh=0

_xbh=-1

_maxxbh=max_xbh

DO WHILE NOT EOF()

IF lcdwdm=_lcdwdm AND lbh=_lbh THEN

IF xb=_xbh then

_maxxbh=_maxxbh+1

replace newxbh WITH_maxxbh

ELSE

replace newxbh WITH xb

_xbh=xb

ENDIF

ELSE

_lcdwdm=lcdwdm

_lbh=lb

_xbh=xb

_maxxbh=max_xbh

IF xb＞0 THEN

replace newxbh WITH xb

ELSE

_maxxbh=_maxxbh+1

replace newxbh WITH _maxxbh

ENDIF

ENDIF

SKIP

ENDDO

3.2 屬性數(shù)據(jù)操作

屬性數(shù)據(jù)共分三部分:地類變化小班、地類未變化屬性變化小班、無任何變化小班。前兩種需要填寫變化原因及獲取前期七項基本屬性信息(前期地類、前期森林類別、前期事權(quán)等級、前期保護等級、前期土地所有權(quán)、前期工程類別、前期林地保護等級)。

(1)將變化小班進行屬性更新、邏輯關(guān)系檢查、派生計算等操作,數(shù)據(jù)關(guān)鍵值為“變化圖斑ID”。

(2)地類無變化,僅屬性變化小班進行數(shù)據(jù)的更新、邏輯關(guān)系檢查、派生計算等操作,數(shù)據(jù)關(guān)鍵值為“l(fā)cdwdm、lb、xb”。

(3)將變化小班、地類無變化屬性變化小班、無變化小班通過排號后的矢量文件的新號進行屬性數(shù)據(jù)合并,形成變更成果數(shù)據(jù)庫,并將平差后面積賦值到屬性數(shù)據(jù)中。地類變化小班通過“變化圖斑ID”進行關(guān)聯(lián),屬性變化小班與無變化小班 通過“l(fā)cdwdm、lb、xb”進行屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)。

(4)通過屬性因子的變更情況,調(diào)整變化原因等信息。

(5)數(shù)據(jù)標準化:將本期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、本期更新成果數(shù)據(jù)按照國家局林地年度變更調(diào)查技術(shù)標準進行數(shù)據(jù)標準化轉(zhuǎn)換。

(6)數(shù)據(jù)質(zhì)檢:為保證上交的數(shù)據(jù)符合成果要求,需使用國家質(zhì)檢程序進行空間要素檢查、屬性數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系檢查等操作。

(7)統(tǒng)計匯總:編寫統(tǒng)計表匯總程序進行統(tǒng)計表匯總操作,并檢查驗證匯總結(jié)果中統(tǒng)計表1至表5之間的數(shù)值關(guān)系是否符合規(guī)則,如不符合規(guī)則,需要進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的檢查、修改。

(8)提取增量數(shù)據(jù)庫:將本期更新成果數(shù)據(jù)中變化原因不為空值的數(shù)據(jù)進行選擇輸出,行政變更增量數(shù)據(jù)庫。

(9)上交成果:將本期林地數(shù)據(jù)庫、林地變化數(shù)據(jù)庫、變更基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、行政界線(經(jīng)營界線)、林地變更成果統(tǒng)計表、林地變更調(diào)查報告等成果資料進行整理上報。

4 總結(jié)

從地方林業(yè)林地年度變更的實際工作中,總結(jié)出了黑龍江省地方林業(yè)林地變更數(shù)據(jù)處理方法,從遙感影像內(nèi)業(yè)判讀區(qū)劃、外業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)驗證、內(nèi)業(yè)矢量及屬性數(shù)據(jù)處理方面總結(jié)了具體的工作流程和操作方案,對后續(xù)林地年度變更工作提供了一個很好的參考依據(jù)。