ArcGIS ModelBuilder在“綠滿荊楚行動”造林數(shù)據(jù)檢查與統(tǒng)計中的應用

王曉光++陳強++黃光體++王海芳++余昊??

摘要：“綠滿荊楚行動”是湖北省委、省政府圍繞實現(xiàn)綠色全覆蓋目標，用改革的思路和市場的辦法，全面深化國土綠化、增加森林資源總量、改善生態(tài)質量、增強生態(tài)功能的重要舉措，“綠滿荊楚”造林數(shù)據(jù)庫為“綠滿荊楚”造林綠化行動的順利實施提供了數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。本文主要介紹了利用ArcGIS軟件ModelBuilder建模功能開發(fā)制作檢查和統(tǒng)計工具，快速準確的對“綠滿荊楚”造林數(shù)據(jù)庫成果進行工作流式檢查和統(tǒng)計的案例和經驗。

關鍵詞：ModelBuilder；綠滿荊楚；工作流；質檢；統(tǒng)計

中圖分類號：S727文獻標識碼：A文章編號：1004-3020（2016）06-0054-04

綠滿荊楚行動是湖北省委、省政府積極響應國家大力推進生態(tài)文明建設號召，圍繞實現(xiàn)綠色全覆蓋目標，用改革的思路和市場的辦法，全面深化國土綠化、增加森林資源總量、改善生態(tài)質量、增強生態(tài)功能的重要舉措。隨著綠滿荊楚行動的全面推進，為確保造林地塊真實可靠，加強對全省造林地塊成效進行監(jiān)管，湖北省林業(yè)廳啟動了“綠滿荊楚”造林數(shù)據(jù)庫建設工作，為綠滿荊楚行動全面有效推進提供保障，為全省營造林管理工作提供技術數(shù)據(jù)支撐。

2015年是綠滿荊楚行動的啟動年，經初步統(tǒng)計，全省106個單位共造林約2507萬hm2，區(qū)劃近70 000個小班地塊，單位多、覆蓋面廣、數(shù)量大，如何在短時間內對這些造林地塊數(shù)據(jù)進行快速有效的檢查，確保最終入庫成果數(shù)據(jù)符合質量要求，并通過對成果分類統(tǒng)計匯總，為各級政府、林業(yè)主管部門提供數(shù)據(jù)支撐服務，是一項非常重要的工作。

1工作內容

根據(jù)對綠滿荊楚行動造林綠化標準、檢查驗收辦法、省級核查技術方案以及相關政策文件的研究和分析，對綠滿荊楚行動造林成果數(shù)據(jù)的檢查主要包括圖形檢查和屬性檢查兩個方面，其中圖形檢查方面主要涉及造林地塊是否存在重復上報、是否存在多個單位對同一造林地塊同時上報，相鄰造林地塊之間是否存在重疊，造林地塊是否按小班區(qū)劃原則進行區(qū)劃采集；屬性檢查方面主要對采集每個造林地塊的空間位置信息和屬性信息進行約束性、規(guī)范性和唯一性檢查。

2技術路線和流程

湖北省綠滿荊楚行動造林數(shù)據(jù)由全省參與此次行動的縣級林業(yè)主管部門技術人員采集提交，省級林業(yè)部門組織專業(yè)技術人員利用Arcgis軟件，以縣為單位對提交數(shù)據(jù)進行檢查。流程如下：

在流程實驗階段，我們發(fā)現(xiàn)，如果純手工操作，步驟多工作量大，容易出現(xiàn)操作失誤，而且對檢查人員的操作要求較高。為了簡化流程，提高工作效率和精度，我們探索研究利用ArcGIS的ModelBuilde建模功能，開發(fā)編制檢查工具，ModelBuilde模型建立的思路和方法[3]主要是通過將多個處理過程按照有序的步驟把他們連接起來，設定參數(shù)與變量，實現(xiàn)對復雜問題的建模，簡化操作步驟，將整個檢查轉化為可無人值守的工作流。ModelBuilde模型設計流程如下圖1。

3分項檢查及ModelBuilde模型建立

3.1重復造林地塊檢查

綠滿荊楚行動造林數(shù)據(jù)采集相對其它數(shù)據(jù)采集工作要復雜一些， 涉及到點、線、面三種類型的數(shù)據(jù)采集，最后，需要將點、線型數(shù)據(jù)按照規(guī)定的寬度緩沖成面后進行合并，容易因人為因素導致部分或全部小班被多次合并，因此，必須對提交的數(shù)據(jù)進行重復造林地塊檢查修改工作。

檢查思路：利用每個造林小班的中心點坐標、面積值結合生成關鍵字的唯一性，檢查刪除重復多余小班。

ModelBuilde模型實現(xiàn)[2]：主要利用了ArcGIS中的添加字段、面轉點、生成中心點坐標、連接、刪除相同等工具按照有序處理過程步驟把它們連接起來，并設定參數(shù)與變量，定制工作流式的重復造林地塊檢查修改ModelBuilde模型。

3.2超政區(qū)造林地塊檢查

為了防止存在越界造林或者將其它單位的造林地塊納入本行政區(qū)內，需對提交的成果數(shù)據(jù)進行是否超政區(qū)檢查。

檢查思路：篩選成果數(shù)據(jù)中的成片造林地塊，將其與所屬政區(qū)的行政界線圖層進行空間疊加分析，同時刪除政區(qū)外小班。

ModelBuilde模型實現(xiàn)[3]：主要利用了ArcGIS中的篩選、裁剪、多部件檢查、合并等工具按照有序處理過程步驟把它們連接起來，并設定參數(shù)與變量，定制工作流式的重復造林地塊檢查修改ModelBuilde模型。

3.3造林地塊拓撲關系檢查

據(jù)統(tǒng)計，約占60%的技術人員在數(shù)據(jù)采集的過程中，容易出現(xiàn)相鄰造林地塊重疊或縫隙錯誤，且大多重疊區(qū)域或縫隙都很小，很難通過人工進行判讀查找，因此，需對提交的成果數(shù)據(jù)進行拓撲關系檢查和修改。

檢查思路：篩選成果數(shù)據(jù)中的成片造林小班，對其建立拓撲關系，定義拓撲檢查機制，將違反定義拓撲檢查機制的錯誤小班導出，并對原成片造林小班進行修改更新。

ModelBuilde模型實現(xiàn)[3]：主要利用了ArcGIS中的篩選、建立數(shù)據(jù)庫、建立拓撲、定義拓撲檢查機制、導出錯誤小班、更新、融合細碎小班、合并等工具按照有序處理過程步驟把他們連接起來，并設定參數(shù)與變量，定制工作流式的重復造林地塊檢查修改ModelBuilde模型。

3.4造林地塊跨林班檢查

根據(jù)對綠滿荊楚行動造林綠化標準、作業(yè)設計及相關技術標準，所有成片造林小班必須按照小班區(qū)劃原則進行區(qū)劃采集，每個造林小班不允跨村界、林班界，因此，需對提交的成果數(shù)據(jù)進行是否跨林班界檢查。

檢查思路：篩選成果數(shù)據(jù)中的成片造林小班，將其與成果所屬行政區(qū)林班界圖進行空間疊加分析，并自動按林班界將跨界造林小班進行分割。

ModelBuilde模型實現(xiàn)[3]：主要利用了ArcGIS中的篩選、標識、計算面積、刪除碎面、合并等工具按照有序處理過程步驟把他們連接起來，并設定參數(shù)與變量，定制工作流式的造林地塊跨林班檢查修改ModelBuilde模型。

3.5屬性因子檢查

檢查內容主要包括：檢查造林地塊行政區(qū)劃代碼是否與其行政區(qū)一致，檢查造林地塊的屬性內容是否在設定的值域范圍內，各屬性因子之間是否存在邏輯錯誤等。

3.6檢查結果輸出

檢查工具運行結束后，分別輸出最終圖形成果數(shù)據(jù)圖層，拓撲錯誤圖層、以及造林地塊屬性填寫錯誤表，屬性錯誤表可供各采集單位對造林地塊屬性進行參考修改。

4結束語

ModelBuilde為設計和實現(xiàn)空間處理模型（包括工具、腳本和數(shù)據(jù)）提供了一個圖形化的建模框架，在湖北省綠滿荊楚行動造林數(shù)據(jù)檢查與統(tǒng)計工作中發(fā)揮了重要作用，有以下幾點優(yōu)勢：

（1）利用ModelBuilde將一系列操作步驟連接起來建立一個工作流式的處理模型，實現(xiàn)復雜的GIS任務簡單化、計算機自動化，減少大量人工處理的工作量，提高了工作效率，同時，也大大降低了人工處理的失誤概率。

（2）ModelBuilde提供一種簡單的圖形化編程平臺，學習和理解相對比較容易，沒有專門學習過軟件編程的技術人員也可掌握使用。

參考文獻

[1]王冰. ArcGIS ModelBuilder在規(guī)劃編制成果建庫中的應用[EB/OL].http：//www.cpiso.cn/jsyj/ghxx/2013/2/4/143.shtml.

[2]贊德伯根 （Paul A. Zandbergen） ，面向ArcGIS的Python腳本編程[M].北京：人民郵電出版社，2014：120123.

[3]David W. Allen.Getting to Know ArcGIS ModelBuilder[M].Esri Press，2014：240257.

（責任編輯：唐 嵐）