基于模型构建器的三调地类变化类型标注方法研究

陈怀文

摘  要  地类不一致图斑信息作为实地调查和调查结果国家级核查的重要基础数据，人工逐个图斑核实地类变化结果的工作量大且差错率高。为保证内业信息提取工作顺利开展，有效支撑第三次全国土地调查工作稳步实施，本文通过对比三调初始库和年度土地变更调查数据库，提取地类一致图斑和地类不一致图斑，并标注地类不一致图斑的地类变化类型。利用ArcGIS模型构建器对三调地类变化类型标注方法进行建模，生成地类变化类型标注工具。该工具标注地类变化类型准确，辅助作业员核实地类变化结果，有效提高了工作效率。

关键词  第三次全国国土调查;地类变化类型标注;模型构建器

中图分类号：TP312，P272               文献标识码：A

文章编号：1672-5603（2021）01-07-5

Abstract： Inconsistent land use type land patch， as an important basic data for field survey and national verification of survey results， it is a heavy workload and high error rate to manually verify the change result of land use type one by one. In order to ensure office information extraction progresses smoothly ， and support the steady execution of the third national land survey ，by comparing the initial database of the third national land survey and the database of annual land use change survey， the consistent land use type land patch and inconsistent land use type land patch has been extracted， and the change type of inconsistent land use type land patch has been labelled. The method of labelling land use change types has been modelled by using ArcGIS model builder， and land use change type labelling tool has been generated. The labelling tool can accurately label the land use change type， and assist operators to verify change results of land use type，  and improve work efficiency greatly.

Keywords： the third national land survey; land use change types labelling; model builder of ArcGIS

根據《中华人民共和国土地管理法》、《土地调查条例》有关规定，我国自2017年起开展第三次全国国土调查工作（以下简称三调）。湖南省充分利用1：2000基础数据、国家下发的最新遥感影像、2017年度土地变更调查数据库（以下简称“变更调查数据库”）等已有成果，以县级行政区域为单位，开展内业数据处理和影像解译工作，采集土地利用现状图斑界线，预判图斑地类，标注疑问图斑和外业举证图斑，形成第三次国土调查初始库成果（以下简称三调初始库）[1]。在全野外核查图斑属性前，县市区以三调初始库为基础，采用高清遥感影像对地类图斑属性进行核实。对于国家下发的不一致图斑外，原数据库图斑类型与影像特征不一致的、根据影像特征和其他参考资料也无法内业确认用途的、图斑边界根据影像数据特征无法确认的、内业判读难以明确细化属性的自主变更图斑，需要进行“互联网+”举证[2，3]。三调工作时间紧，任务重，不一致图斑在数据处理过程中占据很大比重[4]。地类变化图斑的分类标注，对于提高外业调查、举证的针对性，减少“互联网+”举证的工作量具有重要的作用。

许风亮与苏强（2019）强利用FME对三调前期数据处理和影像镶嵌提出了一种可行的操作方法[5]。周俊晖（2020）在ArcGIS平台上利用ArcPy二次开发，实现基于综合位置和尺度的空间相似度方法，对三调数据自动赋值和关联[6]。郭海泉（2019）调用ArcObjects开发接口，基于ArcMap Addin开发框架，开发了尖角检查工具[7]。马博超（2019）基于ArcGIS Engine（AE）研发针对三调数据库成果的县级数据质检软件[8]。张玉梅（2019）将第二次全国土地调查中解决地类逻辑不一致的处理方法，用于处理三调外业核实调查中出现的地类逻辑不一致的情况，并开发小组件辅助数据检查[9]。以上研究中没有对三调初始库与变更调查数据库进行地类变化分析，李晓卫等（2019）基于FME设计和实现了第三次全国国土调查中新增的建设用地图斑、原有耕地内部二级地类发生变化的图斑、原有农用地判读为未利用地的图斑等重点地类变化图斑的提取[10]，但只对一级地类变化类型进行分析，没有细分到二级地类，且三调的数据编辑是在GIS平台下作业的，加入一个新软件，会增加作业人员的学习成本。

利用ArcGIS的模型构建器将三调地类变化类型标注方法进行建模，对比三调初始库与变更调查数据库，分析三调初始库与变更调查数据库的地类变化类型，提取地类一致图斑和地类不一致图斑，并标注地类不一致图斑的变化类型，辅助内业人工检查疑问图斑，具有软件平台统一、学习操作容易的优势。

1    三调与二调的地类变化

三调相较于年度土地变更调查是对“已有内容的细化、变化内容的更新、新增内容的补充”，三调的工作分类在二调的基础上做了细分，二调地类分类与三调工作分类转换关系对应表如表1所示。

湖南省第三次国土调查技术实施细则中明确规定，对于初始库与最新年度土地变更调查数据进行空间叠加，提取地类变化图斑，逐个核实变化图斑地类认定的准确性。经分析三调初始库和变更调查数据库的地类代码及变化类型，地类变化类型分类如下：耕地减少，是变更调查数据库中地类为耕地，三调初始库中为非耕地地类;建设用地减少，是变更调查数据库中为建设用地，三调初始库中为非建设用地;新增耕地，是变更调查数据库中为非耕地地类，三调初始库中为耕地地类;园林地之间变化，是从变更调查数据库中的园地变成三调初始库中的林地，或者从变更调查数据库的林地变为三调初始库中的园地。园林地内部变化，是变更调查数据库中为园林地，三调初始库中同样为园林地，但是在细化分类中地类不一样;行政界线调整变化，是指行政界线调整造成变更调查数据库中地类与三调初始库中地类不一致;未利用地增加为林地，是变更调查数据库中为未利用地，三调初始库中为林地;新增可调整地类，在变更调查数据库中不是可调整地类，而三调初始库中为可调整地类;未利用地增加，在变更调查数据库中为农用地或建设用地，而三调初始库中为未利用地;耕地内部变化，在变更调查数据库中为耕地，三調初始库中同样是耕地，但是细化分类不一致;新增建设用地，在变更调查数据库中不是建设用地，而三调初始库中为建设用地。变化类型为其他类型，是指除上述变化类型之外的其他地类变化。

2  地类变化类型标注

2.1 标注方法

将变更调查数据库的地类编码，按照《湖南省第三次国土调查技术实施细则》的二调地类和三调地类工作分类转换关系表，转换为第三次国土调查工作的分类编码。利用ArcGIS的“标识”工具对三调初始库与变更调查数据库进行叠加分析，按照二调图斑界线将三调图斑分割后进行属性赋值，通过前后地类编码的对比，判断地类图斑地类变化类型并进行标注。地类变化类型标注方法流程如图1所示。

（1）地类分类代码转换。变更调查数据库中地类图斑挂接地类转换关系表，将变更调查数据库的地类编码进行属性赋值，转换二调的地类编码为三调的地类编码。

（2）数据叠加分析。采用标识工具将三调初始库和变更调查数据库进行叠加分析，实现三调初始库的图斑分割，以及三调初始库与变更调查数据库的地类编码关联。

（3）拆分多部件为简单要素。用多部件至单部件工具将叠加分析后的数据拆分成简单要素图斑，以便于剔除碎小图斑和逐个图斑复核。

（4）计算面积周长比。计算每个简单要素图斑的面积周长比，用于判断图斑是否为带状图斑。

（5）剔除带状图斑和碎小图斑。根据三调技术规程，面积周长比小于4的为带状图斑，小于最小上图面积标准的为碎小图斑。带状图斑和碎小图斑是由于三调初始库和变更调查数据库的图斑线不套合造成的，并不影响图斑地类的判定，因此不需要复核。

（6）判断地类编码是否一致。通过判断标识后数据中来自两个数据库的地类编码是否一致，筛选出地类一致图斑和地类不一致图斑。

（7）地类一致图斑处理。将三调初始库与变更调查数据库的地类编码一致的图斑导出为一致图斑文件，用于检查地类与影像的一致性。

（8）地类不一致图斑处理。根据第三次全国国土调查技术规程规定，剔除部分可不核查的图斑。如剔除三调初始库为裸岩石砾地、变更调查数据库为裸地的图斑;剔除三调初始库和变更调查数据库均为建设用地的图斑;剔除原坑塘调查为养殖坑塘的图斑（剔除前需要概查地类是否准确）;剔除农村道路和沟渠图斑（剔除前需要概查地类是否准确）。

（9）地类图斑变化类型标注。需要标注地类变化的图斑类型有：耕地减少图斑、建设用地减少图斑、新增耕地图斑、园林地之间变化图斑、园林地内部变化图斑、未利用地增加为林地图斑、行政界线调整变化图斑、新增可调整地类图斑、未利用地增加图斑、耕地内部变化图斑、新增建设用地图斑、其他类型变化图斑。

2.2 标注模型

模型构建器是ArcGIS用来创建、编辑和管理模型的应用程序，用于创建和运行包含一系列工具的工作流，可以看成是一种可视化编程语言，具有简单易用、不需要编程经验的优点，且模型构建器组建的工作流处理模型，可以和ArcGIS进行集成，完成更复杂的处理操作。通过模型构建器将地类变化类型标注方法流程图中所需要的数据和工具，依技术处理流程构建成一个完整的工作流，完全封装内部数据处理细节，只需要设置数据输入和输出为模型参数，让用户自主输入三调初始库、变更调查数据库、一致图斑保存路径、不一致图斑保存路径，即可以完成三调初始库与变更调查数据库地类变化类型标注。模型运行界面如图2所示。

3    实例分析

采用湖南省某县三调初始库成果和变更调查数据库，运用地类变化类型标注模型开展了试验，其中地类不一致图斑中标注地类变化类型12种，标注不一致图斑170123个，其中新增建设用地图斑标注34855个，耕地减少图斑32485个，新增耕地31754个，建设用地减少21774个，园林地内部变化20130个。地类变化类型标注模型运行结果如图4所示，地类变化类型标注结果分类统计结果如表2所示。

经作业人员核实，地类变化类型标注准确，根据地类变化类型标注结果统计表得知，地类变化类型标注模型标注类型细化，标注的结果有助于内业检核，提高数据处理效率。

4    结语

基于ArcGIS模型构建器，经过三调初始库和变更调查数据库的叠加分析、剔除带状图斑和碎小图斑，将三调初始库的图斑切分为地类一致图斑和地类不一致图斑，并对地类不一致图斑进行变化类型的细分和标注，准确地提取需要重点核实的地类變化图斑，为作业员内业重点核实重点地类变化图斑提供有效依据，在实际工作中得到广泛应用，为高效完成第三次国土调查工作提供了有效支撑。通过详细分析数据处理流程和最后预期结果，采用ArcGIS的模型构建器构建数据处理流程模型，能快速处理数据得到结果，提高数据处理效率，对以后数据处理量大、作业工序多的项目提高自动处理比例具有一定的参考意义。继续优化数据处理流程，进一步提高数据处理效率是下一步要继续研究的内容。

参考文献/References

[1]湖南省第三次国土调查初始库建设技术方案.

[2]第三次全国国土调查技术规程.

[3]湖南省第三次国土调查实施细则.

[4]夏宗祥， 雷中英. 关于三调中不一致图斑是否外业举证的思考[J]. 科技经济导刊， 2019， 000（009）：P.32-32.

[5]许风亮， 苏强强. 浅谈FME在第三次国土调查前期数据准备中的应用与研究[J]. 新探索， 2019， 000（002）：40-44，48.

[6]周俊晖，鲁强.采用ArcPy二次开发的第三次全国国土调查内业数据自动匹配关联和赋值[J].测绘与空间地理信息，2020，43（07）：93-96.

[7]郭海泉，马世骏. 第三次国土调查尖角检查工具的设计与实现[A]. 江苏省测绘地理信息学会.华东区海峡两岸交流研讨论文集[C].江苏省测绘地理信息学会：《现代测绘》编辑部，2019：3.

[8]马博超. 基于AE的三调县级数据质检软件研发[D].长安大学，2019.

[9]张玉梅. 国土调查中地类逻辑不一致的处理方法[J]. 地矿测绘， 2019， v.35;No.134（01）：49-51.

[10]李晓卫， 段彩梅， 张届，等. 基于FME的第三次全国国土调查中重点地类变化图斑提取的设计与实现[J]. 甘肃科技， 2019， 035（023）：28-29，3.