利用ArcGIS實現CAD圖斑批量錄入水土保持信息系統的方法

陳 竹

(重慶市榮昌區水務局，重慶 402460)

國家水土保持重點工程項目管理信息系統(以下簡稱“信息系統”)是水利部順應時代要求，主動適應水土保持管理新形勢，針對水土保持項目點多、面廣的特點，為創新管理模式而研發的集數據錄入、存儲、查詢、統計、報表等功能于一體的決策管理工具，是水土保持信息化建設的重要組成部分[1]。自2013年投入使用以來，該系統已成為水土保持重點建設工程的電子數據檔案庫，特別是圖斑的精細化入庫，使項目管理、檢查驗收等都更為直觀、更為精準。但是基層單位受到專業技術力量的限制，圖斑入庫工作效率低，甚至出現了信息錄入不及時、不完整、不規范等問題。

該信息系統支持單個圖斑、批量圖斑錄入。單個圖斑錄入的方法較多，也非常簡單，當圖斑數量較多時采取批量錄入的方法更為高效，但是信息系統僅支持shp、RM兩種文件格式實現批量圖斑導入。小流域設計資料大部分是CAD圖紙，無法直接將圖斑信息導入系統，因此筆者重點介紹利用ArcGIS將CAD圖斑轉化成shp格式文件，實現批量圖斑錄入的方法。

1 ArcGIS軟件介紹

ArcGIS是一款集地理信系統開發、分析、地圖數字化、地理信息采集等功能于一體的軟件，具有強大的空間數據管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力，可以廣泛應用于水土保持領域，如：分析水土保持工作中常用的基礎數據，如土地利用現狀、植被、土壤、地質、坡度、坡向、高程、降水量等；開展水土保持生態環境項目前期工作；開展水土保持項目監理；開展水土保持監測與管理等[2]。

2 利用ArcGIS軟件實現圖斑批量錄入步驟

從2018年開始，重慶市水利局要求將保土耕作、封禁治理等措施圖斑全部入庫，入庫面積要和規劃面積、治理面積保持一致，而一條小流域往往涉及幾百個圖斑，因此批量錄入圖斑成為此項工作的關鍵。受原有工作軟件的限制，大部分設計單位都是利用CAD軟件進行圖斑繪制，而CAD軟件只能提供平面坐標，有些早期圖紙的坐標甚至是假設的。信息系統要求圖斑邊界和天地圖影像必須“無縫對接”，所以需要將CAD圖斑進行轉換。進行圖斑轉換須準備以下圖件或工具：①ArcGIS軟件；②谷歌地圖；③CAD轉kml工具；④CAD圖紙。本文中CAD圖紙以重慶市榮昌區2015年中央預算內水土保持重點建設項目三橋河小流域措施布局圖為例。考慮到有些圖紙的坐標是假設的，設定本CAD圖紙坐標信息未知。

2.1 處理CAD基礎數據

原始的小流域措施布局圖含有流域邊界、圖斑邊界、圖斑號、圖斑面積、1/萬底圖等基礎信息。為使圖斑導入系統時簡潔明了，須對CAD圖紙進行處理，只保留流域邊界、圖斑邊界兩個圖層。時間充足情況下可以再次復核圖斑邊界是否閉合。完成后改名另存。

2.2 將CAD轉換為kml文件

打開處理后的CAD圖紙，選取某一特征點，并將這一特征點在CAD圖紙中定義為坐標原點。打開谷歌地圖，提取該特征點的坐標信息。加載CAD轉kml工具，將基準點的經緯度填寫成特征點的經緯度，并根據CAD的基本繪圖單位選擇本次轉換的單位。將CAD轉成kml格式，并在谷歌地圖中復核流域邊界是否和實際情況一致。

2.3 將kml文件導入ArcGIS

在ArcGIS中打開ArcToolbox，依次找到轉換工具(Conversion Tools)→由kml轉出(kml To Layer)。打開對話框，選擇要導入的kml文件，加載到ArcMap中。

2.4 轉換坐標系

因為谷歌地圖的坐標系和信息系統所要求的坐標系不一致，故必須在ArcGIS中把坐標系轉變為Albers Conical Equal Area坐標系。

2.4.1 創建自定義地理(坐標)變換

打開ArcToolbox，找到數據管理工具(Data Mana-gement Tools)，依次選擇投影和變換(Projections and Transformations)→創建自定義地理(坐標系)變換(Create Custome Geographic Transformation)。雙擊打開對話框，為地理(坐標)變化命名。在“輸入地理坐標系”中選擇圖層中的GCS_WGS_1984，在“輸出地理坐標系”中選擇Albers Conical Equal Area，點擊“確定”鍵完成自定義地理(坐標)變換的創建。

2.4.2 轉變為Albers Conical Equal Area坐標系

依次選擇數據管理工具(Data Management Tools)→投影和變換(Projections and Transformations)→要素(Feature)→投影(Project)。打開對話框，在“設置輸出數據集或要素類”選擇文件的存放路徑并命名為A，在“輸出地理坐標系”中選擇Albers Conical Equal Area，點擊“確定”鍵完成坐標系轉換。移除圖層內的文件，加載A文件，打開A文件的圖層屬性，確認坐標系是否為Albers Conical Equal Area。

2.4.3 轉換為面文件

依次選擇ArcToolbox中的數據管理工具(Data Management Tools)→要素(Feature)→要素轉面(Feature to ploygon)。雙擊打開對話框。在“輸入要素”下拉菜單中選擇A文件，在“輸出要素類”選擇文件的存放路徑并命名為B。點擊“確定”鍵完成面文件的轉換。本次示例，一次性完成1 700余個圖斑轉換。

2.4.4 定義圖斑參數

打開B文件的屬性表，按照信息系統面狀措施shp文件模板要求的格式，添加字段，并逐次定義所需圖斑的各項數據。如果之前按照系統要求的格式完成了XLS表格，則可以利用圖斑編號將XLS表格和B文件的屬性表連接起來，再通過字段計算器完成各項數據的加載。移除連接后，選擇所需要的圖斑，導出數據即可得到滿足系統要求的shp文件。

在1 700余個圖斑中，選擇保土耕作、封禁治理、經果林、水保林等367個圖斑一次性完成上傳錄入工作。

3 結 語

將導入系統中的成果圖與原CAD圖比對發現，使用該方法可以選擇性地將CAD格式的圖斑部分或全部導入系統中，且位置準確、線條圓滑、精度較高。雖然在定義圖斑參數時，需要手動定義一些數據，特別是要重新定義圖斑編號較為耗時，但是和其他方法相比，仍然有以下幾個優點：

(1)處理未知坐標的原始數據時，可以快速找到準確位置。和一般的“拖動”方法比較，圖斑位置更加準確。

(2)圖斑數量較多時，可以實現全部圖斑的批量上傳，且一次性完成圖斑編碼、坡度、利用現狀、措施名稱、措施數量等數據的錄入，工作效率顯著提高。

(3)針對在上傳過程中出現系統無法識別、缺漏或需要變更調整的局部圖斑，可以在此基礎上選擇性地導出某個或某些圖斑數據，單獨上傳補錄，十分靈活方便。

(4)可以利用此數據作為基礎資料，快速制作項目驗收階段所需的shp文件。

(5)可以在此基礎上，利用ArcGIS軟件的追蹤方法，快速勾繪流域邊界，制作圖斑邊界shp文件。