探析基于ArcGIS在第三次全國國土調查中的應用

北京京密鴻圖測繪有限公司 王廣偉

第二次全國土地調查（簡稱“二調”）是我國現階段自然資源管理中重要的調查基礎數據，但隨著我國經濟的多元化發展和現代化建設快速推進，土地資源的供需關系逐步提升，二調的土地利用現狀分類已經不能滿足當前國土資源管理的需求。按照三調實施方案的要求進一步細化調查工作分類，結合相關數據對土地利用狀況進行細化屬性標注，同步推進各項專項調查。并采用GIS技術與高分影像和“互聯網+”技術相結合的新型調查方式，能夠實時、動態、精準對調查成果進行完善。為三調成果的真實性、準確性、可靠性提供重要的技術支撐。

一、ArcGIS軟件

ArcGIS是由ESRI開發的產品，其中ArcGIS桌面軟件是GIS從業者進行地理信息數據編輯、使用和管理的主要產品，由ArcMap、ArcCtalog和ArcToolbox應用環境構成，具有數據采集、編輯、查詢、儲存、統計分析、空間分析、管理、制圖、地圖投影等功能。為現代地理信息工程提供強大的技術支撐，同時dBASE、SQL、Oracle等關系數據庫在ArcGIS中也能夠被很好的應用而且GIS強大的地圖互交和二次開發接口能夠大大提高工作效率和數據科學性、準確性。近幾年互聯網的發展和用戶的需求GIS被廣泛的應用到服務器終端和web服務器上，為地理信息服務的發展起到了重要的作用。

二、全國第三次國土調查目的意義和目標任務

（一）全國第三次國土調查目的意義和任務

開展三調工作對國家決策的制定有著十分重要戰略意義，對經濟的可持續性發展和當前國土資源的管理需求提供重要的數據基礎。此次調查對土地利用現狀進行分類調整和地類完善，更加精細精準的掌握當前我國土地利用現狀分布的狀況，進一步完善自然資源調查、監測等制度。為國家的戰略決策、宏觀調控奠定重要的國土資源數據基礎，為現代生態文明建設、國土空間規劃、供給側結構性改革、自然資源管理體制改革和統一確權登記設等工作提供重要的數據依據。

三調的任務是以2016年變更調查成果為參考，以正射影像圖(DOM)為調查基礎，利用“互聯網+”舉證技術，對調查地類的真實性、準確性、可靠性提供技術保障。全面掌握三調調查工作分類中13個一級類的分布及利用狀況;對耕地進行細化調查;摸清城鎮村內部土地利用狀況。根據登記發證和確權成果將權屬落實到國土調查成果中對發生變化的開展補充調查。同時開展專項用調查。建立國土調查數據庫和城鄉一體化的土地變更機制，提高土地效能，扼制土地資源的浪費，滿足自然資源管理工作需要。

三、ArcGIS在三調中的優勢分析

三調是一個政策性強，數據量大，涉及內容廣的基礎性國土資源調查。ArcGIS軟件強大的分析系統、批量處理、數據轉換、制圖表達、地圖打印等功能極大簡化了作業流程，減少手動處理環節從而提高工作效率和數據質量，為以后工作制定科學合理的工作方案。

四、ArcGIS在“三調”中的應用

（一）創建數據庫

依據《第三次全國國土調查縣級數據庫建設技術規范》文件的要求，同時滿足數據的生產和管理需求。ArcGIS軟件為三調數據庫建設提供了技術支撐，極大的提高了生產效率和數據質量。可以在ArcCtalog中快速的創建數據庫并建立數據集、構建點線面圖層和屬性結構類型，對數據庫結構中的空間要素和屬性結構描述進行增、刪、改、查。準確高效的組織管理數據庫中的圖層數據和屬性信息。

（二）組織要素模板

組織要素模板一般在開展內業數字化中使用，創建要素時組織編輯要素模板，要素模板包含創建數據屬性信息、繪制要素的存儲圖層、繪制要素使用的符號及工具。同時為了編輯時方便查找和分類需要對模板中的名稱、描述、標簽進行類別分類，避免操作時對屬性的重復操作。按照《第三次全國國土調查技術規程》的規定和要求，在制作要素模板時可以錄入對應的屬性信息，在的名稱位置錄入代碼，模板屬性中錄入相對應的屬性信息。要素模板設置完成后，在地類圖斑矢量化過程中完成圖形和屬性的雙錄入，提高內業數據制圖效率和正確率。

（三）數據分析標注恢復屬性

歷年耕地是指將第二次全國國土調查以來歷年的耕地數據。對三調數據中調查為園、林、草、坑塘的圖斑分析是否標注恢復屬性。利用ArcGIS的相交工具對歷年耕地和三調地類相交分析，計算出歷年耕地面積占三調地類圖斑面積比例，如果大于三調圖斑面積百分之五十的標注“即可恢復”或“工程恢復”；如果小于三調圖斑面積百分之五十的，不標注恢復屬性。

（四）批量屬性賦值

三調數據庫是一個空間要素分層多、各圖層之間屬性結構不同、數據量大。數據操作過程中人工錄入不僅費事費力而且準確率低。而在ArcGIS軟件中可以利用字段計算器和Python語言對特定的屬性進行批量賦值，只需要一次操作即可實現半自動化處理，更加便捷的對數據進行處理和維護。（見圖1）

圖1 地類名稱批量賦值

（五）GIS與“互聯網+”舉證的銜接

“互聯網 +”舉證采用Web端+App移動端的方式進行調查數據和舉證照片的管理和舉證。對上傳的數據可以在Web端進行查看、設備管理、數據分發、圖斑審核、成果管理；App移動端可以對舉證照片進行提交、備份、導出、在線互聯。

調查采用內、外、內作業相結合的方式，利用高分辨率遙感影像特征認定地類及勾繪邊界，對無法判斷的影像特征紋理進行外業舉證。舉證照片應在圖斑的不同方向拍攝，反映圖斑的整體(遠景)、局部（近景）、建筑物內部和農用地及未利用地的利用特征的照片。外業舉證完成后在國家舉證平臺下載DB數據包。通過Navicat軟件導出初次舉證（CCJZ）的信息表，主要查看外業舉證信息與內業判讀信息是否一致；通過ArcMap軟件中的XY工具，將CCJZ表導出帶有拍攝方位角的矢量FJ，添加字段(GJ)通過字段計算器將外業照片掛接到矢量中并建立鏈接，輔助內業認定地類和標注屬性。確?，F狀地類及屬性標注與舉證照片和影像的一致性。

（六）數據成果質量檢查

數據質量檢查貫穿整個調查也是質量控制的重要環節，三調調查成果分為3個階段：初始調查、回頭看、統一時點。按照要求每個階段建立相應的檢查制度，確保調查成果的質量。在ArcMap中對可以對不同調查階段的內業和外業數據進行分組整理，聯動查看，有助提高內業的修改效率。同時對圖形檢查和圖層邏輯檢查等提供了快捷處理工具和拓撲規則，保障調查成果數據質量。

（七）地類屬性檢查

利用高分影像和外業舉證照片及收集的相關資料，對調查的成果進行100%全面檢查。逐圖斑核對地類認定、圖斑屬性、圖斑邊界并建立“三檢記錄表”對有問題的圖斑進行記錄并反饋外業舉證核實，修正問題圖斑。

（八）圖形檢查

在新建數據集導入要檢查的數據并創建拓撲規則，檢查要素內部和要素之間是否存在重疊、覆蓋、相交、空隙等不符合調查要求的錯誤。對有錯誤數據可導出拓撲錯誤列表找到錯誤位置進行修改。

（九）邏輯檢查。

對三調圖層關聯和屬性內一致檢查。包括種植屬性標注、圖斑細化標注、上圖面積、單獨圖層、面空洞、碎片多邊形、相鄰相同屬性圖斑等。在ArcGIS軟件中用選擇屬性、位置選擇等方式對地類圖斑標注屬性和上圖面積進行數據篩選；對推堆土區、拆除未盡區與地類圖斑相交分析，檢查推堆土區是否按原地類(按2016年變更調查)上圖，是否存在耕地標注種植屬性;拆除未盡區內是否占有農用地；使用Python的腳本語言對面空洞進行檢查，通過字段計算器中的Python語句（!shape.ismultipart!）檢查圖形是否存在空洞，存在計算結果為TRUE，反之為FALSE。

五、結論

ArcGIS軟件強大的組織管理、數據處理、空間分析在三調中發揮極為重要的作用，尤其是在數據編輯、數據轉化、數據處理分析、數據批處理、數據質量檢查、“互聯網+”等方面不僅操作簡便，數據處理速度快而且簡化了重復性工作，提高了工作效率及數據成果質量。也為第三次全國國土調查調查成果的應用提供重要的技術支持。