基于ArcGIS Model Builder的地块报备坐标信息提取模型构建

李小强 马世龙 冯申申

摘 要：在国土日常管理中，常需要将地理数据库中的地块信息提取出来并导入国土资源管理系统。其中，地块坐标信息提取的常规方法步骤烦琐，效率较低。本文论述了基于ArcGIS Model Builder构建地块报备坐标信息提取模型设计与实现的方法，将一系列地理处理工具串联在一起，快速构建了地块坐标信息提取模型。与传统地块坐标信息提取方法相比，此模型可以实现数据自动化、流程化处理，省去中间数据，避免常规方法烦琐的操作步骤，大大提高了地理数据处理效率。

关键词：ArcGIS;Model Builder;模型;地理处理;国土管理

中图分类号：P208文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）17-0022-04

Research on Extraction Model Construction of Parcel Report Coordinate Information Based on ArcGIS Model Builder

LI Xiaoqiang1 MA Shilong2 FENG Shenshen1

（1. Zhengzhou Railway Vocational & Technical College，Zhengzhou Henan 451460;2. Henan Surveying and Mapping Vocational College，Zhengzhou Henan 451460）

Abstract： In the daily management of land， it is often necessary to extract the land information in the geographic database and import it into the land and resources management system. Among them， the conventional method of parcel coordinate information extraction is cumbersome and has low efficiency. This paper discussed the design and implementation of the model for extracting coordinate information of plots based on ArcGIS Model Builder， and connected a series of geoprocessing tools together to quickly construct a parcel coordinate information extraction model. Compared with the traditional parcel coordinate information extraction method， this model can realize data automation and process processing， save intermediate data， avoid the cumbersome operation steps of conventional methods， and greatly improve the efficiency of geographic data processing.

Keywords： ArcGIS;Model Builder;model;geoprocessing;land management

ArcGIS是一个强大、高性能的制图和分析平台，为用户提供完整的解决方案，在测绘、国土、地质勘探、林业、环保、应急救灾等行业领域得到了广泛应用。ArcGIS系统下的Model Builder应用程序可用来创建、编辑和管理模型。变量是模型中用于保存值或对磁盘数据进行引用的元素，输入和输出变量通过连接符连接到地理处理工具，将一个工具的输出作为另一个工具的输入，进而可以串联起一系列地理处理工具的工作流[1-2]，人们也可将模型看作是一种可视化的编程语言。与传统基于菜单和单独处理工具的模式相比，Model Builder具有自动处理流程、共享数据处理、记录与文档化以及模型与编程结合等优点[3]。

在国土资源管理中，土地利用规划调整、建设用地报批、土地供应、土地整治、耕地保护等业务需要提取某一地块的空间位置、几何、属性等信息，并将这些信息报备到国土资源管理系统平台，以实现国土资源数据的统一管理、共享、交换、更新、集成应用、业务整合等。地块报备信息中，属性信息可套合其他数据通过属性查询或识别分析获取，实现较为容易。空间位置和几何信息，即拐点坐标信息提取较为困难。

本文以建设用地报批业务中地块报备坐标信息提取为例（见图1），论述基于ArcGIS Model Builder构建地块报备坐标信息提取模型的方法。

1 地塊报备坐标信息提取的常规方法

在工作中，通常是将外业勘测数据与土地利用现状数据库、土地利用规划数据库、国有和集体所有等权属库叠加分析，确定建设用地报批地块的范围，而现状库、规划库、权属库等多以shapefile、地理数据库的形式进行存储和管理。因此，在ArcGIS平台中叠加分析得到的建设用地报批地块范围，也是以shapefile、地理数据库存储的。常规的地块报备坐标信息提取有以下两种方法。

1.1 利用南方CASS软件

在ArcGIS中将shapefile、地理数据库格式的地块导出为DWG格式数据;在南方CASS软件的“地籍”菜单中选择“复合线转为权属线”命令，将每个地块转为权属线并进行宗地编号;点击“地籍”菜单中“绘制地籍表格”的“界址点成果表（Excel）”，依次选择每个地块即可将地块坐标导出到Excel表格中。

此方法的优点在于多数测绘人员对CASS软件操作熟练，易于掌握，缺点是需要在不同软件之间切换，当地块数较多时，每个地块坐标提取均需要重复上述操作，效率大大降低，而且在选择地块时容易遗漏或重复。

1.2 利用ArcGIS菜单和地理处理工具

调用ArcToolBox（ArcGIS系统工具箱）下Data Management Tools（数据管理工具箱）中的Feature Vertices To Points（要素折点转点）地理处理工具将地块要素转换为点要素;利用Add Field（增加字段）工具向地块要素图层中添加X、Y坐标字段或在图层属性表中右键添加X、Y坐标字段;利用Calculate Field（计算字段）工具编写计算公式，分别计算X、Y坐标，或在图层属性表中右键X、Y坐标字段，利用快捷菜单中的“计算几何”计算X、Y值;打开属性表将其导出为DBF格式的数据，然后利用Excel表格便可将其打开编辑另存。

此方法在ArcGIS软件中便可对多个地块进行批量操作，减少了每个地块操作的重复工作，缺点是步骤较多，若对ArcGIS軟件不熟悉，工具运用较为困难。

2 Model Builder建模提取地块报备坐标信息

作为可视化的编程语言，Model Builder进行建模的关键是将数据处理过程分解为一系列地理处理和数据转换工作流[4]，本文构建的地块报备坐标信息提取模型运行流程如图2所示。

2.1 多部件要素分解

经过数据库空间叠加分析得到的地块数据可能存在多部件要素，造成数据中存储的某一地块要素在空间上是由两个以上分离的多边形地块组成的。如果直接将多部件地块要素的拐点坐标提取出来，会造成各个部分的地块坐标连接在一起，无法区分。因此，首先需要将多部件的地块要素分解为独立地块要素。在ArcGIS模型构建器的画布中添加Data Management Tool中的Multipart To Singlepart（多部件至单部件）工具，设置“多部件至单部件”工具的输入和输出变量。

2.2 折点转换为点要素

调用Feature Vertices To Points（要素折点转点）工具，可将地块各个拐点（折点）转换为点要素。用连接符将“多部件至单部件”工具的输出连接到“要素折点转点”工具，作为“要素折点转点”工具的输入数据。

2.3 添加X、Y坐标

调用Add XY（添加X、Y坐标）工具，可以自动将字段POINT_X和POINT_Y添加到2.2生成的点要素属性表中，并计算其坐标值。用同样的方法将“要素折点转点”工具的输出作为该工具的输入。如果地块要素中含有Z值，还将自动添加和计算POINT_X字段。

2.4 属性表导出为Excel

ArcToolBox中内置了一些利用Python语言创建的地理处理工具，扩展了ArcGIS地理处理能力。Table To Excel（表转Excel）工具即是此类型工具，利用该工具可将表或属性表转换为Excel文件。向模型中添加“表转Excel”工具，并将“添加XY坐标”工具的输出作为“表转Excel”工具的输入。

2.5 创建模型参数

为使用户可以在模型工具对话框中指定相关模型的输入与输出，增强模型的共享性、界面友好性和交互性，人们需要创建模型参数和模型工具的帮助提示。设置“多部件至单部件”工具的输入和“表转Excel”工具的输出，作为模型参数（变量右上角带“P”标识）。实现地块报备坐标信息提取功能的完整模型如图3所示，该模型工具运行对话框如图4所示，工具对话框右侧包含了该模型工具和相关参数的帮助提示。

2.6 利用模型完成地块报备坐标信息提取

模型构建完成后，可共享到安装有ArcGIS软件的其他计算机上使用，无须再次构建模型。在模型工具对话框中设置输入输出数据，点击确定，即可将某地块要素图层中的所有地块坐标信息批量提取出来，不会破坏原始数据且未生成中间数据。以某一批次建设用地报批地块为例，该批次共有10个地块，利用该模型提取坐标运行结果，如图5所示，模型工具运行总耗时3.94 s，相较于常规方法（ArcGIS菜单和地理处理工具约需要3 min，利用南方CASS软件约需要6 min），大大提高了提取效率。

3 结语

本文论述了基于ArcGIS Model Builder构建地块报备坐标信息提取模型的过程，本模型也可实现线类型要素的拐点坐标信息的提取。通过Model Builder建模的方法，将一系列地理处理工具串联在一起，实现数据自动化、流程化处理，避免了常规方法烦琐的操作步骤，也省去了中间数据，大大提高了地理数据处理效率。Model Builder为用户提供了快速订制符合特定业务需求地理处理工具的途径，在地理信息数据处理应用中可以发挥更大的作用。

参考文献：

[1]杨志军，谭玉屏，王建体，等.ArcGIS数据建模工具（Model Builder）应用实例[J].山东林业科技，2014（1）：75-76.

[2]林璐，马丽华，陈延博，等.利用ArcGIS模型构建器实现矢量数据整合的方法[J].地理空间信息，2018（4）：62-63.

[3]刘江涛，吴发富，王建雄，等.基于ArcGIS建模器的数据处理模型在摩洛哥地球化学填图中的应用[J].地质科技情报，2017（5）：1-6.

[4]宋仁波，江南，殷彪，等.基于ArcGIS ModelBuilder的复杂地质体自动建模方法[J].工程地质学，2017（2）：393-401.