基于ArcGIS建库数据拓扑处理的特殊办法——以林地落界工作为例

姚明志 ，杨志军 ，谭绪泉 ，王建体 ，杨传强 ，杨宛容 ，于学宁 ，刘继斌 ，李士江

（1.烟台市林业科学研究所，山东 烟台 264000；2.山东省林业监测规划院，山东 济南 250014；3.山东省济南中学高一二班，山东 济南250011；4.蓬莱市林业局，山东 蓬莱264000；5.聊城市东昌府区林业局，山东聊城252004）

在 《全国林地保护利用规划纲要（2010—2020年）》指导下，山东省各县（市）林地“一张图”工作全面展开，随着工作的深入开展，在数据库建设过程中发现，基础数据存在的各种拓扑错误，严重影响了工作进度，导致有些县（市）的林地“一张图”工作无法如期通过验收。因此，如何有效处理县（市）级林地“一张图”数据的拓扑问题，成为林地年度变更工作顺利进行的关键。

1 涉及概念

1.1 基于ArcGIS建库拓扑容差的含义

具体含义可参考文献《基于ArcGIS建库数据精度和拓扑容差的讨论》，这里不再赘述。

1.2 基于ArcGIS软件的拓扑级别

在ArcGIS进行拓扑验证时，有自动捕捉的过程，要素会移动。拓扑关系中每一个要素类根据级别值的大小来控制移动程度，最精确要素的坐标等级设置为1，将精度较低要素的坐标等级设置为 2、3等等，拓扑过程中将使等级数较高的要素坐标被调整为等级数较低而精度较高的要素。如图1。

图1 不同拓扑级别折点移动逻辑示意图

2 林地落界技术规程的精度要求

《林地保护利用规划林地落界技术规程》（以下简称《技术规程》）规定：平面坐标系采用1980年西安坐标系；投影方式采用高斯-克吕格投影，1:10000比例尺3度分带；精度要求“在相应遥感底图的比例尺上，明显界线与DOM上同名地物的偏移不得大于图上0.5mm。”

按《技术规程》要求，图上0.5mm，按照1:10000比例尺计算，相当于实地5m，也就是说实地测量误差不允许大于5m。

3 以林地落界工作为例针对拓扑处理提出问题

由于林地落界工作任务重、时间紧、技术难度大，各县（市）以乡镇为单位，分多个工组共同承担该项任务。各工组能独立完成本工组承担的落界工作内容，包括各种拓扑错误的处理，但当各工组数据汇总形成全县（市）数据时，经全县数据拓扑检查，往往发现各工组相邻边界处存在大量拓扑错误，这主要是因为以独立工组来看，工组内部没有拓扑错误，合并各工组数据后，以全县数据进行检查，各工组相邻边界处的拓扑错误才能表现出来。这些拓扑错的处理有很大难度，通常处理办法有两个：一个是对全县矢量数据进行拓扑检查，逐条修改，由于不能分组，此办法工作时间较长；另一个是，各工组以本工组的乡镇边界为最高拓扑级别进行拓扑检查，任何处理边界上的拓扑错误，全部处理完成后再进行全县数据整合，此办法对软件操作要求较高，限于技术人员能力和数量，各工组可能无法同时开展数据拓扑检查工作。

4 林地落界数据拓扑处理的特殊办法

针对林地落界数据中拓扑问题存在的特点，以及前文中提到的知识点和技术规定，形成以下技术思路：

各工组数据合并，形成全县（市）数据后，构建拓扑，拓扑容差不采用默认值，而是采用0.002拓扑容差，或者再大点，可根据数据质量情况进行确定，那么原来在0.001拓扑容差范围内，各工组相邻边界处存在的大量拓扑错误通过聚类操作，两点坐标会被移动到某个公共位置，从而大大降低了拓扑错误的出现。如此操作，使数据对现地的反映误差会由原来的1mm扩大到2mm，但依据林地保护利用规划林地落界技术规程，这个扩大的误差依然可忽略不计。

但是，林地落界工作要求县（市）的界线不允许改动，通过上面的操作，县（市）界线各点由于聚类操作肯定是有移动的，解决办法是，再次构建拓扑，用标准的县（市）界线图层与落界数据图层进行拓扑检查，县（市）界图层拓扑级别要高于落界数据图层拓扑级别，拓扑容差恢复到默认值0.001，此操作可以确保县（市）界不变动。

以上技术思路既避免了大量拓扑错误的存在，又能保证县（市）界线保持不变。

5 结论

针对文中提出的拓扑问题，通过以上技术处理，既避免了由于大量拓扑错误需要逐条修改而消耗大量工作时间的问题，又能解决由于各县（市）技术力量不足而无法分组处理各工组相邻边界处存在的大量拓扑错误的问题，同时能够保证数据的统一性和规范性，且满足林地保护利用规划林地落界技术规程的要求。