基于ArcGIS的空间数据转换及处理在自然保护区总体规划编制中的应用研究

周丽芳

（甘肃省小陇山林业调查规划院，甘肃 天水 741020）

1 概况

甘肃麦草沟省级自然保护区位于甘肃东南部，地处甘陕两省交界的秦岭山脉。区内地形北高南低，沟谷深切，峰峦叠嶂。森林生态系统保存良好，野生动植物种类多，是研究生物多样性、生物群落演替、生态系统结构、功能和生态效益的理想之地，又是开展教学学习和生态科普旅游的良好场所。甘肃麦草沟自然保护区自1982年批准建立以来，一直未成立专门的管理机构，也未对保护区进行功能区划，为了进一步规范自然保护区的保护和管理，加快自然保护区的建设步伐，需编制自然保护区总体规划。

2 技术路线及目标任务

2.1 依据

依据甘肃麦草沟省级自然保护区的批复文件，确定保护区界线范围及总经营面积。

2.2 目标任务

2.2.1 功能区划分

功能区划主要是对保护区内部进行功能分区，实施分区管理，以保证合理保护、利用好保护区各种资源。根据保护区的自然地理条件、自然资源、自然环境、典型森林景观、珍稀动物植物的空间分布情况来划分功能区，功能区划分采取以自然区划为主的综合区划法。把地域连片、生态系统较完整、珍稀濒危物种分布集中，没有人为活动影响的重点区域划分为核心区，把人为活动较频繁的地段划为实验区，把介于核心区和实验区之间，对核心区起保护和缓冲作用的区域划为缓冲区。

2.2.2 标桩立界

标桩立界，保护区标识规划：保护管理措施是从保护的整体性出发，采取法律、行政、技术和工程相结合的方法，建立多层次、全方位完整的保护管理体系，使保护区走向系统化、综合化、科学化、法制化的管理轨道。自然保护区区界与进出自然保护区的主要道路相交处必须树立界碑。自然保护区区界及各功能分区之间须树立界桩。保护区的出入口处和人为活动频繁处必须树立标示牌。

2.2.3 数据统计分析及成果图输出

3 数据搜集

3.1 地形图

覆盖自然保护区范围的1:5万6度带的DLC（数字划线地图）一幅，坐标为北京54坐标系，投影方式为平面投影（即平面坐标），数据格式为SHP格式。

3.2 遥感影像图

2017年DOM（遥感影像）两幅，坐标为西安80坐标系，投影方式为球面投影（即地理坐标），数据格式为Image格式。

3.3 小班失量数据

2017年林地变更小班数据库一套，坐标为西安80坐标系，投影方式为平面投影（即平面坐标），数据格式为SHP格式；二类调查小班数据库一套，坐标为北京54坐标系，投影方式为平面投影 （即平面坐标），数据格式为SHP格式。

4 ArcGIS相关功能及方法步骤

4.1 ArcGIS相关功能

实现工作区管理、数据管理、数据转换、投影转换、坐标转换、建立拓扑关系、修改属性表的结构及地理分析等；具有交互式的图形编辑环境，可建立coverage、数字化、编辑空间和属性数据、输入和编辑标注、coverage接边；栅格分析处理模块，对栅格数据进行输入、编辑、显示、分析、输出；空间属性数据一体化管理，对属性字段进行分析、统计、查询，实现对该区各项面积统计、道路长度的自动计算，极大地放便了总体规划工作的数据统计工作；dem的分析功能，可以分析出自然保护区的地形，为功能区划分提供依据。

4.2 方法及步骤

4.2.1 数据转换

将矢量数据全部转换为SHP格式。利用ArcGIS中的ArcToolbox→转换工具，实现数据的相互转换。

4.2.2 投影及坐标转换

为了统一坐标系统，根据成果要求，将矢量数据全部转换成西安80坐标系统。利用ArcToolbox →数据管理工具→投影和变换→定义投影、要素→投影，实现投影及坐标的相互转换，是下一步图形区划及属性处理工作的前提。

4.2.3 建立自然保护区小班矢量数据库区划

外围界线及功能分区的区划：建立外围界线面图层，加载失量地形图、遥感影像图，根据自然保护区批复的界线范围和总面积，进行区划并计算投影面积，形成精准的外围界线；在外围面图层的基础做功能区划，根据自然保护区功能区划的技术要求，利用遥感影像图区划自然保护区功能分区。

图形编辑处理：首先要提取功能区划范围内的小班矢量数据库，具体方法是用功能区划图与最新林地变更小班矢量数据库进行切割，建立图形拓扑关系，经过拓扑查错，修改重叠坐标、悬挂弧段、点重叠、面重叠、线重叠、节点不封闭等严重影响拓扑关系的建立的错误，建立先完善属性数据库：根据自然保护区总体规划的技术要求，建立相关字段并赋予属性，加载二类调查失量小班数据库获取并纠正一些相关属性，再进行数据查询分析、修改完善逻辑检查，最后进行小班面积计算及平差处理。

4.2.4 拐点坐标提取

根据结点生成外围拐点坐标、功能区拐点坐标，建立拐点坐标数据库，对拐点进行编号并计算坐标值。为现地实施标桩立界和标示牌提供依据。

5 成果

5.1 各类数据统计

各类数据统计表包括：自然保护区土地资源及利用现状统计表、自然保护区功能区划表、自然保护区边界及功能区拐点坐标表等。

5.2 成果专题图输出

成果图包括：保护区地形图、保护区遥感影像图、土地利用现状图、植被类型分布图、野生保护植物分布图、珍稀保护动物分布图、功能区划图、总体规划布局图、旅游规划图、功能区划及拐点位置图。如图1、图2、图3所示

图1 麦草沟省级自然保护区外围界线图

图2 麦草沟省级自然保护区遥感影像功能区划图

图3 麦草沟省级自然保护区边界及功能区拐点坐标

6 结论

通过应用以上方法，提高了麦草沟省级自然保护区总体规划编制的科技含量及质量，达到了总体规划的数据精度，放便了总体规划的数据统计及成果图输出工作，为项目的实施提供可行依据。该方法对今后编制国家和省级森林公园、自然保护区等一些总体规划、实施方案具有指导意义。