第三次全國土地調(diào)查基礎(chǔ)影像處理中ArcGIS Engine應(yīng)用淺論

蔣丹

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，科技創(chuàng)新能力不斷提升，國家對(duì)于土地的調(diào)查和管理方法也逐漸運(yùn)用科學(xué)技術(shù)。在大數(shù)據(jù)的時(shí)代背景下，土地管理實(shí)現(xiàn)了信息化、影像化和網(wǎng)絡(luò)化。對(duì)海量的土地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行信息化管理，已經(jīng)成為國家或地方有關(guān)部門掌握土地實(shí)時(shí)概況、及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)性情況的有效手段。在第三次全國土地調(diào)查中，收集到了大量柵格數(shù)據(jù)，而運(yùn)用ArcGIS Engine對(duì)多源柵格影像進(jìn)行部分拼接、系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以及標(biāo)準(zhǔn)的分幅裁切等，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)土地信息更高效、更科學(xué)的管理。因此，本文主要對(duì)在第三次全國土地調(diào)查中，利用ArcGISEn-gine強(qiáng)大的編輯功能，對(duì)基礎(chǔ)影像優(yōu)化處理進(jìn)行相關(guān)闡述。

關(guān)鍵詞：全國土地調(diào)查；ArcGIS Engine；應(yīng)用

1.引言

近年來，我國對(duì)土地管理的工作提出新要求，督促土地相關(guān)部門加大保護(hù)土地資源的力度。為了達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的要求，有必要優(yōu)化原有的土地調(diào)查形式和數(shù)據(jù)庫整理方法。進(jìn)行土地調(diào)查、整理數(shù)據(jù)庫。AreGIS Engine是一種能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行編輯、優(yōu)化、分析的處理軟件合集，利用AreGISEngine能根據(jù)具體需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫的高效整理（或在其基礎(chǔ)上二次開發(fā)出具有一定功能的數(shù)據(jù)處理軟件），最大化地促進(jìn)政府部門對(duì)土地資源的監(jiān)管、保護(hù)和利用。由于各地影像基礎(chǔ)不一致，航空數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差，使各地區(qū)間的航空正射影像存在著諸多差異，主要存在基礎(chǔ)坐標(biāo)系統(tǒng)有偏差、現(xiàn)勢性不一致以及比例尺不統(tǒng)一等問題。第三次全國土地調(diào)查于2017年5月開始進(jìn)行，首批新技術(shù)調(diào)查試點(diǎn)定在了四川省，第三次全國土地調(diào)查重點(diǎn)關(guān)注調(diào)查精度，并計(jì)劃使用高分航空遙感設(shè)備，從而得到高分辨率的影像成果，然后將一些存在部分參數(shù)差異的影像數(shù)據(jù)利用AreGIS Engine處理，實(shí)現(xiàn)其在土地監(jiān)察中的有效利用。

2.ArcGIS Engine

AreGIS Engine是一款能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化、分析的處理軟件合集，擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)編輯能力，并且具備了良好的二次開發(fā)基礎(chǔ)條件。它是ESRI全面整合GIS數(shù)據(jù)、軟件工程、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其他多方面的計(jì)算機(jī)交流技術(shù)之后，推出的裝備齊全的GIS工具庫，是擁有頂尖技術(shù)水平的高端GIS平臺(tái)。

目前，在各地的地籍?dāng)?shù)據(jù)庫的組建整理過程中，應(yīng)用較普遍的軟件就是AreGIS Engine。第三次全國土地調(diào)查中，針對(duì)各種參數(shù)不統(tǒng)一的影像數(shù)據(jù)，使用AreGIS Engine對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行裁切拼接、圖像勻色、系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等，使其實(shí)現(xiàn)高效化利用。除此之外，用AreGIS Engine的相關(guān)編輯功能，來進(jìn)行指向性定制開發(fā)，也是其被應(yīng)用于AreGIS數(shù)據(jù)庫管理的另一重要因素。

AreGIS數(shù)據(jù)庫是一個(gè)龐大而又復(fù)雜的系統(tǒng)組織，它的定制需要多組數(shù)據(jù)的輸入，重點(diǎn)包括影像及其圖形數(shù)據(jù)的導(dǎo)人、紙質(zhì)資料的電子版導(dǎo)人、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的輸出等內(nèi)容。想要建立一個(gè)完整的地籍?dāng)?shù)據(jù)庫，就必須做好充分的準(zhǔn)備工作，而且還要結(jié)合地方實(shí)際情況，利用AreGIS Engine平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)的二次開發(fā)，而二次開發(fā)出的數(shù)據(jù)軟件，必須要以AreGIS工具條、圖形屬性處理、工具、表格輸出和圖件輸出這五大基本模塊為基礎(chǔ)，在此條件上建立新的模塊n]。并且AreGIS數(shù)據(jù)庫定制的基本操作主要有以下兩點(diǎn)：第一，設(shè)置AreGIS工具模塊，保留軟件的編輯功能（這是整個(gè)程序有效進(jìn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)）。第二，針對(duì)圖形屬性進(jìn)行統(tǒng)一的處理，這個(gè)步驟是整個(gè)建庫的核心，而界址點(diǎn)、界址線、界址屬性等則是地籍的主要內(nèi)容。

3.第三次全國土地調(diào)查基礎(chǔ)影像處理中ArcGIS En-gine的應(yīng)用

（1）柵格數(shù)據(jù)拼接。柵格數(shù)據(jù)是由不同的單元矩陣組成的，這些由行和列構(gòu)成的單元都包含對(duì)應(yīng)的信息值。柵格結(jié)構(gòu)則是通過分布一致、大小均等、組織緊密的網(wǎng)格單元來表示空間或分布的數(shù)據(jù)組織，具有簡潔、直觀的特點(diǎn)。而實(shí)現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)的拼接有很多種方法，這里我們著重討論通過AreGIS Engine進(jìn)行的拼接。在系統(tǒng)設(shè)置中，AreMap的Arctoolbpx中存在著有關(guān)鑲嵌和鑲嵌至新柵格的功能，具體操作流程是從ArcToolbox中找到數(shù)據(jù)管理工具，再找到柵格數(shù)據(jù)集，選中鑲嵌和鑲嵌至新柵格。通過此功能，就能夠完成多幅影像的拼接。鑲嵌和鑲嵌至新柵格的功能存在著區(qū)別，即后者會(huì)生成前者，不用擔(dān)心此操作會(huì)修改源數(shù)據(jù)的問題，而且在運(yùn)行速度這一方關(guān)面，后者較快于前者。拼接工作完成后，需要將新生成的柵格重修一下（勻色、去黑邊）。數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像在生產(chǎn)過程中都需要按照規(guī)定進(jìn)行分幅。但是在成像時(shí)，容易發(fā)生像素值改變等相關(guān)錯(cuò)誤，例如出現(xiàn)臨近圖幅坐標(biāo)相同但像素值不同的情況。另外，數(shù)據(jù)龐大、數(shù)據(jù)資源多樣化等現(xiàn)象導(dǎo)致人力、物力、才力的高度消耗，計(jì)算機(jī)柵格數(shù)據(jù)接邊檢查方法如今被廣泛運(yùn)用，極大程度地節(jié)約了成本并提高了檢查效率。這也是ArcGIS Engine技術(shù)中十分重要的應(yīng)用。

（2）柵格數(shù)據(jù)接邊檢查應(yīng)用。最近幾年，數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像在生產(chǎn)過程中都按照規(guī)定進(jìn)行分幅。但是在成像時(shí)，容易發(fā)生像素值相關(guān)錯(cuò)誤，例如出現(xiàn)臨近圖幅相同坐標(biāo)但像素值不同的情況；另外，數(shù)據(jù)龐大、數(shù)據(jù)資源多樣化等現(xiàn)象導(dǎo)致人力、物力、財(cái)力的高度消耗，計(jì)算機(jī)柵格數(shù)據(jù)接邊檢查方法如今被廣泛運(yùn)用，極大程度地節(jié)約了成本并提高了檢查效率。這是ArcGIS Engine技術(shù)中十分重要的應(yīng)用。下圖為柵格數(shù)據(jù)接邊檢查流程。

（3）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。在第三次全國土地調(diào)查中，應(yīng)國土資源廳下發(fā)的相關(guān)文件要求，統(tǒng)一使用國家2000坐標(biāo)系，如果收集到的新坐標(biāo)存在偏差，則需要數(shù)據(jù)處理人員對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作。通過ArcGIS Engine的處理，就可以完成矢量和柵格數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，方法大致是：首先，要求數(shù)據(jù)處理人員創(chuàng)立自定義的坐標(biāo)，然后采用數(shù)據(jù)處理時(shí)最常用的布爾莎七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型，接下來需要計(jì)算參數(shù)，選取三對(duì)以上的參數(shù)重合點(diǎn)用來計(jì)算，并對(duì)所選取的全部參數(shù)的精準(zhǔn)度進(jìn)行驗(yàn)證，輸入的七參數(shù)必須通過精度驗(yàn)證，否則無法成功創(chuàng)建。下一步是創(chuàng)建柵格數(shù)據(jù)集合，要先對(duì)目標(biāo)的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行定義，之后在ArcGIS Engine中按照規(guī)定的流程操作，依次選中ArcToolbox、數(shù)據(jù)管理工具、投影和變換、柵格、投影柵格，最后選定自定義創(chuàng)建的坐標(biāo)系統(tǒng)變換，從而完成柵格數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。坐標(biāo)系統(tǒng)的檢查主要針對(duì)柵格文件內(nèi)空間坐標(biāo)系統(tǒng)中存在的問題。若檢測出問題，就要著重檢查文件中的標(biāo)記范圍是否與參照的空間坐標(biāo)范圍一致；若沒有檢測出問題，就要將已知的影像坐標(biāo)作為參考，給坐標(biāo)系統(tǒng)劃定空間范圍。坐標(biāo)系統(tǒng)的定義主要用于解決一個(gè)特殊問題，即獲取的影像文件中遺失了標(biāo)準(zhǔn)的空間參照。此時(shí)，可以運(yùn)用ArcGIS Engine里的工具來確定坐標(biāo)范圍是否在已知的地理區(qū)間，從而能夠進(jìn)一步判斷影像文件的范圍坐標(biāo)。坐標(biāo)系統(tǒng)的定義主要用于解決一個(gè)特殊問題，即獲取的影像文件中遺失了標(biāo)準(zhǔn)的空間參照。此時(shí)，可以運(yùn)用ArcGIS工具來確定坐標(biāo)范圍是否在已知的地理區(qū)間，從而能夠進(jìn)一步判斷影像文件的范圍坐標(biāo)。這有效幫助了第三次全國土地調(diào)查中基礎(chǔ)影像的處理。

（4）柵格數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分幅裁切。在第三次全國土地調(diào)查工作進(jìn)行過程中，不管是由國家下發(fā)作為參考用的已有航天遙感影像，還是新采集到的經(jīng)過拼接的航空影像，為了方便后續(xù)工作順利開展（即外業(yè)調(diào)查和內(nèi)業(yè)處理），都需要對(duì)影像進(jìn)行柵格數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分幅裁切。ArcGIS Engine中有柵格標(biāo)準(zhǔn)分幅裁切功能，便利且快捷。依次選中ArcToolbox、數(shù)據(jù)管理工具、柵格、柵格處理、分割柵格即可完成。此處應(yīng)著重注意：要選擇SIZE-OF-TILE的分割方法，并且目標(biāo)柵格的比例尺決定著輸出柵格的大小，通過上述方法便可以將柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)、合理的劃分。完成柵格數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分幅裁切后，需要數(shù)據(jù)處理人員對(duì)各圖像命名，還要確保TIF和TFW文件名稱保持一致。

4.總結(jié)

綜上所述，ArcGIS Engine在第三次全國土地調(diào)查的影像數(shù)據(jù)處理中發(fā)揮了不可或缺的作用，它在柵格影像拼接、系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分幅裁切等方面的強(qiáng)大功能，以及處理矢量數(shù)據(jù)時(shí)的使用優(yōu)勢都是不可置疑的。但利用ArcGIS Engine進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)分幅裁切時(shí)還不夠自動(dòng)化，對(duì)于一些圖幅較大的影像，需要過多的人工干預(yù)，這些方面有待提高。充分利用ArcGIS Engine所具有的強(qiáng)大處理功能，能夠高效地完成數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的內(nèi)容，極大的提高地籍?dāng)?shù)據(jù)庫的建庫效率，更好地服務(wù)于地籍信息管理工作。