ArcGIS建模在贵州省森林保护“六个严禁”数据验收中的应用

韦汉渝+陈丽莎+吴娟

摘要 为严厉打击各类破坏森林资源的违法犯罪活动，震慑违法犯罪行为，有效保护森林资源、守住生态底线，贵州省自2014年起逐年开展森林保护“六个严禁”执法专项行动。本文运用ArcGIS ModelBuilder构建一套严谨的数据检查验收模型，对大量县级外业核实数据进行图形拓扑检查、属性逻辑检查，实现批量检查、交互式分析、标准化管理，有效解决了传统方法存在的工作量大、效率低下、出错率高等问题，大大提升了数据质检验收的工作效率。

关键词 ArcGIS建模；森林保护；“六个严禁”；贵州省

中图分类号 S757；S712 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）22-0117-03

Abstract To crack down on all kinds of illegal activities to destroy forest resources，deter criminal acts，the effective protection of forest resources，keep the ecological bottom line，forest protection "six prohibited" law enforcement special action has been carried out in Guizhou Province since 2014.Using ArcGIS ModelBuilder to build a rigorous data inspection and acceptance model，a large number of county-level field verification data for graphical topology check，attribute logic check were carried out，to achieve batch inspection，interactive analysis，standardized management，and effectively solved the traditional method of work large，inefficient，high error rate problems，greatly enhanced the efficiency of data quality inspection and acceptance.

Key words Arcgis modeling；forest protection；"six prohibited"；Guizhou Province

在林业信息化和大数据发展的背景下，林业数据逐渐走向大数据化，信息技术不断革新，使GIS建模走向广泛的应用。张 宇等[1]在森林监管中运用GIS技术提高了监管效率，提升森林数据的利用价值；昝建春[2]使用GIS建模技术，科学并可靠地让林地变更数据和国土资源数据有了高效的衔接；徐 海等[3]在国家公益林等级划分中运用GIS建模避免了传统方法的误差。为深入贯彻落实《省人民政府办公厅关于印发贵州省2017森林保護“六个严禁”执法专项行动工作方案的通知》（黔府办函〔2017〕75号）[4]，本文尝试运用ArcGIS建模所具备的易操作、便理解、高效率的优势，构建图形拓扑检查模型和属性逻辑检查模型用于数据质检验收，提升工作效率。

1 数据准备

基础数据：运用高分一号遥感影像（分辨率为2 m），结合林地年度变更数据资料，提取疑似占用林地图斑，由县级林业部门现地核实生产核实结果数据库；辅助参考数据：国家级公益林和地方公益林小班数据、行政界线、林地年度变更数据。

2 模型构建

ArcGIS中ModelBuilder实现了toolbox之间更自由组合，进而提高了工作效率。此次“六个严禁”林业工作数据验收中，ModelBuilder在空间数据的拓扑关系、属性数据的逻辑关系以及空间和属性之间的相互关系传递中建立了一整套严密的逻辑检查模型，有效提升了数据验收的工作效率，降低了人工检查错误率的发生。

2.1 图形拓扑检查模型

2017年贵州省森林保护“六个严禁”执法专项活动，是通过省级林业主管单位配发疑似占用林地图斑，并由各县级林业主管单位进行外业核实调查。各县在开展活动中存在工作量大、任务艰巨以及技术成熟程度不一等问题，导致上交小班与配发小班图形拓扑间存在范围变化、图形重叠、多部件等一系列情况。在数据验收过程中，运用图形拓扑模型可以快速定位于图形拓扑错误的图班，并发现为何种错误从而指导合理修正。检查图形范围变化模型（图1）中，主要用到Union（联合）和Select（筛选）工具。检查图形重叠和多部件模型（图2）中，主要用到的是intersect（相交）、Add Filed（添加字段）、CalculateFiled（计算字段）、MultipartToSinglepart（多部件至单部件）等工具。将各县上交疑似变化图斑与配发疑似变化图斑进行联合，得到的新要素综合原两图层的属性，最后通过筛选工具，检测出范围变化的数据要素。图形叠加检查通过计算输入两图层要素的几何交集，判断是否相交。多部件在数据验收中体现在不同图斑，具有相同属性。通过多部件至单部件工具，创建分割多部件输入要素而生成的单部件要素的要素类，判断是否存在多部件[5]。

2.2 属性逻辑检查模型

属性逻辑主要指的是小班填记中需满足规范性，以及填记属性因子间的前后逻辑正确性、合理性等。在数据验收过程中，各数据因子之间存在一定的逻辑规则。人工填记时受知识储备、工作量巨大、逻辑思维不一的影响，易出现各因子间前后逻辑不一致、必填而不填、不填而填、填记内容与设置字段无关等。ArcGIS Desktop将描述地理实体的空间数据与实体属性数据结合，以达到目标数据录入统一的数据库储存管理。运用属性逻辑模型能在统一的储存数据库中，高效检测出数据逻辑错误，并根据逻辑语言与实际情况，及时纠正问题，提高技术人员在数据输入和编辑过程中的准确率。违法占用公益林涉及刑事案件，将疑似变化图斑与公益林图层联合，解决了实践中如何判断是否存在违法、违法面积、违法情况等问题，为属性因子的正确填记起到了辅助作用。endprint

2.2.1 规范性检查。在数据验收过程，市—县—乡—村—图斑—小班编号组成具有唯一性的地籍号，为展开活动的基础。运行基本情况模型高效的发现数据填记上的误填、漏填、格式不规范等问题，以达到标准化管理。根据本次内外业执法活动需求，疑似图斑基本情况字段检查在模型构建中主要运用的是Select（筛选）工具。对“年度”字段必须为“2017”，以及“图斑编号”“小班号”等字段为必填因子进行控制，建立模型（图3）。并利用2011年贵州省林业保护利用规划数据，填记该疑似小班“林地落界时的地类（林地落界时的地类）”，作为基础参考。筛选不满足填记规范性数据，模型涉及的主要筛选条件如下：

上报年度填记不规范：[年度] <> ′2017′ OR [年度] IS NULL OR [年度] =″；

图斑编号不规范：[图斑编号] IS NULL OR [图斑编号] = ″；

地类编号不规范（表1）：[林地落界时的地类] IS NULL OR [林地落界时的地类] NOT in（′1′，′2′，′3′，′4′，′5′，′6′，′7′，′8′，′9′，′10′，′11′，′12′，′13′）OR [林地落界时的地类] = ″。

2.2.2 逻辑关系检查。疑似占用林地图斑现场核实情况中，根据“建设前实际地类”与“现地核实地类”字段变化，判断疑似占用林地图斑变化类型，从而填记审批项目或违法项目相关因子。“森林类别”字段受限于国家级公益林数据和地方公益林数据，主要将疑似变化小班与公益林数据进行Union（联合）和Select（筛选）判断是否为公益林，以此构建是否占用公益林（图4）。同时，涉及疑似占用林地时，应立林地案件追查，并填记案件相关因子。以下为模型主要涉及的筛选条件如下：

判断是否为占用林地图斑：（[疑似占用林地图斑变化类型] not in（′1′）OR [疑似占用林地图斑变化类型] IS NULL OR [疑似占用林地图斑变化类型] = ′′）AND（[建设前实际地类]in（′1′，′2′，′3′，′4′，′5′，′6′，′7′，′8′，′9′，′10′）AND[现地核实地类] in（′11′，′13′））。

判断是否为审批项目或违法项目：（[建设前实际地类]in（′1′，′2′，′3′，′4′，′5′，′6′，′7′，′8′，′9′，′10′）AND[现地核实地类] in（′11′，′13′））AND（（[审批机关] IS NULL OR [审批机关] = ′′）AND（[违法违规使用林地责任单位] IS NULL OR [违法违规使用林地责任单位] =′′））

判断违法项目必填因子是否填记：如违法使用林地面积應填（[违法违规使用林地责任单位] IS NOT NULL AND [违法违规使用林地责任单位] <> ′′）AND（[违法使用林地面积] IS NULL OR [违法使用林地面积] = 0）。

立林地案件追查，如林地案件LD编号应填（[林地案件编号] IS NULL OR [林地案件编号] = ′′）AND（[违法违规使用林地责任单位] IS NOT NULL AND [违法违规使用林地责任单位] <> ′′），同时一个案件编号不能有多个违法主体（图5）。

3 结论

Arcgis模型构建在“六个严禁”专项活动执法中，以其易操作、便理解、高效率的优势，使管理与执行部门之间有效衔接，高质量地完成任务，为贵州省省林业工作提供坚实的技术支撑。县级林业部门核实结果数据库的建立，可以根据不同的需求对数据进行单项查询、组合查询、模糊查询，并增强了数据的统计功能，以达到后期数据的维护更新，操作更简单、更便利。运用图形拓扑检查、属性逻辑检查模型对大量县级外业单位实现批量检查、交互式分析、统一管理，实现地理实体的空间数据与实体属性数据结合。利用ArcGIS ModelBuilder将系列数据检查验收工具进行集成，形成数据处理工作流，突破传统人力大量机械重复操作，使检查流程化、简单化，有效解决了数据验收人力投入问题，降低了数据验收错误率的发生，从而提高了工作效率[6-7]。

4 参考文献

[1] 张宇，刘博，杨桦，等.基于GIS的森林监管系统的设计与应用[J].农学学报，2015（10）：109-112.

[2] 昝建春.GIS建模技术在林地变更调查数据与国土资源数据衔接中的应用[J].林业调查规划，2017（1）：16-20.

[3] 徐海，卢鹏，商航，等.ArcGIS图解建模在贵州省都匀市国家级公益林保护等级划分中的应用[J].林业建设，2015（4）：135-138.

[4] 李超，罗传文.基于ArcGIS Engine的森林资源管理系统的设计与实现[J].森林工程，2013（1）：15-20.

[5] 赵树楷.基于ArcGIS和Oracle的山西省森林资源管理信息系统设计与实现[J].山西林业科技，2010（2）：10-12.

[6] 赵颖慧，李凤日.基于ArcGIS Server 9.0和J2EE构建多层结构的森林资源WebGIS[J].东北林业大学学报，2008（5）：80-83.

[7] 汤国安，杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].北京：科学出版社，2012.endprint