ArcGIS建模在貴州省森林保護“六個嚴禁”數據驗收中的應用

韋漢渝+陳麗莎+吳娟

摘要 為嚴厲打擊各類破壞森林資源的違法犯罪活動，震懾違法犯罪行為，有效保護森林資源、守住生態底線，貴州省自2014年起逐年開展森林保護“六個嚴禁”執法專項行動。本文運用ArcGIS ModelBuilder構建一套嚴謹的數據檢查驗收模型，對大量縣級外業核實數據進行圖形拓撲檢查、屬性邏輯檢查，實現批量檢查、交互式分析、標準化管理，有效解決了傳統方法存在的工作量大、效率低下、出錯率高等問題，大大提升了數據質檢驗收的工作效率。

關鍵詞 ArcGIS建模；森林保護；“六個嚴禁”；貴州省

中圖分類號 S757；S712 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）22-0117-03

Abstract To crack down on all kinds of illegal activities to destroy forest resources，deter criminal acts，the effective protection of forest resources，keep the ecological bottom line，forest protection "six prohibited" law enforcement special action has been carried out in Guizhou Province since 2014.Using ArcGIS ModelBuilder to build a rigorous data inspection and acceptance model，a large number of county-level field verification data for graphical topology check，attribute logic check were carried out，to achieve batch inspection，interactive analysis，standardized management，and effectively solved the traditional method of work large，inefficient，high error rate problems，greatly enhanced the efficiency of data quality inspection and acceptance.

Key words Arcgis modeling；forest protection；"six prohibited"；Guizhou Province

在林業信息化和大數據發展的背景下，林業數據逐漸走向大數據化，信息技術不斷革新，使GIS建模走向廣泛的應用。張 宇等[1]在森林監管中運用GIS技術提高了監管效率，提升森林數據的利用價值；昝建春[2]使用GIS建模技術，科學并可靠地讓林地變更數據和國土資源數據有了高效的銜接；徐 海等[3]在國家公益林等級劃分中運用GIS建模避免了傳統方法的誤差。為深入貫徹落實《省人民政府辦公廳關于印發貴州省2017森林保護“六個嚴禁”執法專項行動工作方案的通知》（黔府辦函〔2017〕75號）[4]，本文嘗試運用ArcGIS建模所具備的易操作、便理解、高效率的優勢，構建圖形拓撲檢查模型和屬性邏輯檢查模型用于數據質檢驗收，提升工作效率。

1 數據準備

基礎數據：運用高分一號遙感影像（分辨率為2 m），結合林地年度變更數據資料，提取疑似占用林地圖斑，由縣級林業部門現地核實生產核實結果數據庫；輔助參考數據：國家級公益林和地方公益林小班數據、行政界線、林地年度變更數據。

2 模型構建

ArcGIS中ModelBuilder實現了toolbox之間更自由組合，進而提高了工作效率。此次“六個嚴禁”林業工作數據驗收中，ModelBuilder在空間數據的拓撲關系、屬性數據的邏輯關系以及空間和屬性之間的相互關系傳遞中建立了一整套嚴密的邏輯檢查模型，有效提升了數據驗收的工作效率，降低了人工檢查錯誤率的發生。

2.1 圖形拓撲檢查模型

2017年貴州省森林保護“六個嚴禁”執法專項活動，是通過省級林業主管單位配發疑似占用林地圖斑，并由各縣級林業主管單位進行外業核實調查。各縣在開展活動中存在工作量大、任務艱巨以及技術成熟程度不一等問題，導致上交小班與配發小班圖形拓撲間存在范圍變化、圖形重疊、多部件等一系列情況。在數據驗收過程中，運用圖形拓撲模型可以快速定位于圖形拓撲錯誤的圖班，并發現為何種錯誤從而指導合理修正。檢查圖形范圍變化模型（圖1）中，主要用到Union（聯合）和Select（篩選）工具。檢查圖形重疊和多部件模型（圖2）中，主要用到的是intersect（相交）、Add Filed（添加字段）、CalculateFiled（計算字段）、MultipartToSinglepart（多部件至單部件）等工具。將各縣上交疑似變化圖斑與配發疑似變化圖斑進行聯合，得到的新要素綜合原兩圖層的屬性，最后通過篩選工具，檢測出范圍變化的數據要素。圖形疊加檢查通過計算輸入兩圖層要素的幾何交集，判斷是否相交。多部件在數據驗收中體現在不同圖斑，具有相同屬性。通過多部件至單部件工具，創建分割多部件輸入要素而生成的單部件要素的要素類，判斷是否存在多部件[5]。

2.2 屬性邏輯檢查模型

屬性邏輯主要指的是小班填記中需滿足規范性，以及填記屬性因子間的前后邏輯正確性、合理性等。在數據驗收過程中，各數據因子之間存在一定的邏輯規則。人工填記時受知識儲備、工作量巨大、邏輯思維不一的影響，易出現各因子間前后邏輯不一致、必填而不填、不填而填、填記內容與設置字段無關等。ArcGIS Desktop將描述地理實體的空間數據與實體屬性數據結合，以達到目標數據錄入統一的數據庫儲存管理。運用屬性邏輯模型能在統一的儲存數據庫中，高效檢測出數據邏輯錯誤，并根據邏輯語言與實際情況，及時糾正問題，提高技術人員在數據輸入和編輯過程中的準確率。違法占用公益林涉及刑事案件，將疑似變化圖斑與公益林圖層聯合，解決了實踐中如何判斷是否存在違法、違法面積、違法情況等問題，為屬性因子的正確填記起到了輔助作用。endprint

2.2.1 規范性檢查。在數據驗收過程，市—縣—鄉—村—圖斑—小班編號組成具有唯一性的地籍號，為展開活動的基礎。運行基本情況模型高效的發現數據填記上的誤填、漏填、格式不規范等問題，以達到標準化管理。根據本次內外業執法活動需求，疑似圖斑基本情況字段檢查在模型構建中主要運用的是Select（篩選）工具。對“年度”字段必須為“2017”，以及“圖斑編號”“小班號”等字段為必填因子進行控制，建立模型（圖3）。并利用2011年貴州省林業保護利用規劃數據，填記該疑似小班“林地落界時的地類（林地落界時的地類）”，作為基礎參考。篩選不滿足填記規范性數據，模型涉及的主要篩選條件如下：

上報年度填記不規范：[年度] <> ′2017′ OR [年度] IS NULL OR [年度] =″；

圖斑編號不規范：[圖斑編號] IS NULL OR [圖斑編號] = ″；

地類編號不規范（表1）：[林地落界時的地類] IS NULL OR [林地落界時的地類] NOT in（′1′，′2′，′3′，′4′，′5′，′6′，′7′，′8′，′9′，′10′，′11′，′12′，′13′）OR [林地落界時的地類] = ″。

2.2.2 邏輯關系檢查。疑似占用林地圖斑現場核實情況中，根據“建設前實際地類”與“現地核實地類”字段變化，判斷疑似占用林地圖斑變化類型，從而填記審批項目或違法項目相關因子?！吧诸悇e”字段受限于國家級公益林數據和地方公益林數據，主要將疑似變化小班與公益林數據進行Union（聯合）和Select（篩選）判斷是否為公益林，以此構建是否占用公益林（圖4）。同時，涉及疑似占用林地時，應立林地案件追查，并填記案件相關因子。以下為模型主要涉及的篩選條件如下：

判斷是否為占用林地圖斑：（[疑似占用林地圖斑變化類型] not in（′1′）OR [疑似占用林地圖斑變化類型] IS NULL OR [疑似占用林地圖斑變化類型] = ′′）AND（[建設前實際地類]in（′1′，′2′，′3′，′4′，′5′，′6′，′7′，′8′，′9′，′10′）AND[現地核實地類] in（′11′，′13′））。

判斷是否為審批項目或違法項目：（[建設前實際地類]in（′1′，′2′，′3′，′4′，′5′，′6′，′7′，′8′，′9′，′10′）AND[現地核實地類] in（′11′，′13′））AND（（[審批機關] IS NULL OR [審批機關] = ′′）AND（[違法違規使用林地責任單位] IS NULL OR [違法違規使用林地責任單位] =′′））

判斷違法項目必填因子是否填記：如違法使用林地面積應填（[違法違規使用林地責任單位] IS NOT NULL AND [違法違規使用林地責任單位] <> ′′）AND（[違法使用林地面積] IS NULL OR [違法使用林地面積] = 0）。

立林地案件追查，如林地案件LD編號應填（[林地案件編號] IS NULL OR [林地案件編號] = ′′）AND（[違法違規使用林地責任單位] IS NOT NULL AND [違法違規使用林地責任單位] <> ′′），同時一個案件編號不能有多個違法主體（圖5）。

3 結論

Arcgis模型構建在“六個嚴禁”專項活動執法中，以其易操作、便理解、高效率的優勢，使管理與執行部門之間有效銜接，高質量地完成任務，為貴州省省林業工作提供堅實的技術支撐?？h級林業部門核實結果數據庫的建立，可以根據不同的需求對數據進行單項查詢、組合查詢、模糊查詢，并增強了數據的統計功能，以達到后期數據的維護更新，操作更簡單、更便利。運用圖形拓撲檢查、屬性邏輯檢查模型對大量縣級外業單位實現批量檢查、交互式分析、統一管理，實現地理實體的空間數據與實體屬性數據結合。利用ArcGIS ModelBuilder將系列數據檢查驗收工具進行集成，形成數據處理工作流，突破傳統人力大量機械重復操作，使檢查流程化、簡單化，有效解決了數據驗收人力投入問題，降低了數據驗收錯誤率的發生，從而提高了工作效率[6-7]。

4 參考文獻

[1] 張宇，劉博，楊樺，等.基于GIS的森林監管系統的設計與應用[J].農學學報，2015（10）：109-112.

[2] 昝建春.GIS建模技術在林地變更調查數據與國土資源數據銜接中的應用[J].林業調查規劃，2017（1）：16-20.

[3] 徐海，盧鵬，商航，等.ArcGIS圖解建模在貴州省都勻市國家級公益林保護等級劃分中的應用[J].林業建設，2015（4）：135-138.

[4] 李超，羅傳文.基于ArcGIS Engine的森林資源管理系統的設計與實現[J].森林工程，2013（1）：15-20.

[5] 趙樹楷.基于ArcGIS和Oracle的山西省森林資源管理信息系統設計與實現[J].山西林業科技，2010（2）：10-12.

[6] 趙穎慧，李鳳日.基于ArcGIS Server 9.0和J2EE構建多層結構的森林資源WebGIS[J].東北林業大學學報，2008（5）：80-83.

[7] 湯國安，楊昕.ArcGIS地理信息系統空間分析實驗教程[M].北京：科學出版社，2012.endprint