运用ArcGIS 制作检查模型工具在大理州林业数据审核中的应用

张冠伟

（大理州森林和草原资源管理总站，云南 大理 671000）

0 引言

随着林业信息化建设的稳步推进，大量信息化设备的配备和使用，产生了海量的林业电子信息数据，在县市一级录入信息的过程中不可避免地会产生人为的矢量几何和数据逻辑错误，利用ArcGISr 制作检查模型和编写逻辑检查语句，对县市林草局上报的初步成果的几何属性和表间因子逻辑检查进行分析和审核数据，提高了审核效率、降低了工作成本、提升了成果数据的正确性。

1 应用背景、范围

1.1 应用背景

为统筹推进山水林田湖草沙系统治理，全面推行林长制，充分发挥第三次全国国土调查数据在国土空间管理中的“统一底版”作用，采用ArcGIS 制作检查模型工具完成对县市上报数据进行自动化和批量化处理，按省林草局时限要求提交最终成果，并保证数据正确性。

1.2 应用范围

本次应用的范围为经云南省林业调查规划院初步完成的林业和国土数据融合结果，下发给大理州需补充完善小班因子涉及12 个县市，约13 万个共计12 万多公顷的森林图斑，后经大理州12 县市核实后上报州级的补充完善第三次全国国土调查林地相关森林小班林分因子成果矢量。

2 实现方法和结果展示

采用Windows10 企业版操作系统，在10.6ArcGIS软件中使用模型构建器制作检查模型，对审核矢量数据的几何属性表间因子的逻辑进行详细检查，具体实现流程如图1 所示。

图1 方法实现流程

2.1 ArcGIS 构建模型

ArcGIS 模型构建器是一个用来创建、编辑和管理的应用程序，是将一系列地理信息处理工具串联在一起的工作流，是将其中一个工具输出作为另一个工具的输入，它可以看成是用于构建工作流的可视化编程语言[1]，它可以进行批量化、重复化的一些工作，可避免因人工操作带来的错误，实现批量化、流水化操作，减少工作时间，降低人工成本。具体实现方法和步骤如图2 所示。

图2 ArcGIS 构建模型检查方法和步骤

通过数据的传入，建立3 个矢量（县市上报矢量成果、下发原始图斑、“一张图”）读取文件路径，利用AcrGIS 工具箱中的工具构建模型，将3 个传入的矢量数据利用相关工具串联起来形成一个工作流，批量进行处理对比分析工作，最终生成检查结果，展示错误信息，方便县市就错误的修改完善。该模型分为县市上报成果自分析、县市上报成果与下发图斑对比分析、县市上报数据与2020 年“一张图”对比分析3 个功能模块。其中，县市上报成果与下发图斑对比分析包括改变保留因子检查和图斑增减检查；自分析包括小班重叠检查、小斑多部件检查和因子简单逻辑检查；县市上报成果与“一张图”对比分析为对错误改变林地相关因子的检查[2]。

2.1.1 县市上报初步成果与下发图斑对比分析

改变保留因子检查：通过对县市上报成果矢量数据与下发图斑进行相交，对相交后生成的矢量数据因子表使用字段计算器判断语句查询，查询出改变了《补充完善第三次全国国土调查为林地的相关森林小班林分因子技术指南》中（附录A 森林小班数据库补充完善数据库属性结构表）中标注为“保留，不作修改”的字段属性，字段筛选字段计算器判断语句如：″BSM″<>″BSM_1″，筛选出应保留的字段，改变了因子的图斑，最终生成一个检查错误成果矢量。

图斑增减检查：通过对县市上报成果矢量数据与下发图斑进行交集取反，如果交集取反后生成的错误检查成果中有图斑出现，则说明县市在录入数据时，对下发图斑的几何矢量进行了修改。交集取反时对比分析两个矢量几何存在的不同之处，若县市一级在录入数据时由于操作失误，无意中移动了某个图斑或增加了某个图斑，那这个图斑在几何属性上发生了改变，采用与下发图斑进行交集取反就可以快速的查找出不完全重合覆盖的更改图斑图。最终生成一个检查错误成果矢量，通过ArcGIS 打开查看错误的图斑后在上报成果中进行相应的修改。

2.1.2 县市上报初步成果自分析

图斑重叠检查：通过对县市上报成果矢量数据进行自相交，如果相交后生成的错误检查成果中有图斑出现，则说明县市在录入数据时移动或增加图斑，图斑自相交时判断上报成果中是否存在图斑重叠的方法，可检查出县市在录入数据时无意中将某个图斑几何矢量进行了复制粘贴，结合相交与下发图斑交集取反使用可检查矢量成果的几何属性改变情况。最终生成一个检查错误成果矢量。

多部件和无效几何检查：通过ArcGIS 中的字段计算器中使用Python 语句，对县市上报成果矢量数据的进行检查，方法如下：选取一个字段，在该字段下使用字段计算器中解析程序为Python 的字段计算语句!shape.partcount! 求算字段属性，如果计算结果该图斑属性值为1 则说明该图斑不存在多部件[3]，如果属性值大于1 则说明该图斑存在至少2 个以上的多部件，如果属性值为0 则说明该图斑无几何属性。多部件的产生为人为因素导致，县市级在录入数据分割图斑或合并图斑时难免操作失误而导致。计算出字段属性值后，通过字段计算器对属性表进行查询筛选，最终生成一个检查错误成果矢量。

表间因子逻辑检查：通过在县市上报初步成果矢量数据因子表中添加一个属性字段，将图斑错误信息放到该字段，通过“创建要素图层”创建一个要素图层，使用“按属性选择图层”工具通过逻辑判断语句对图层进行对因子属性进行逻辑检查，筛选出存在逻辑错误的图斑，再使用字段计算器将所产生的逻辑错误图斑的错误信息更新到先前所创建的属性字段中，其中筛选逻辑错误判断提示错误143 项，在上报成果中进行相应的修改，供县市级对辖区内的数据进行自查，保证上报数据的正确性。再由州级检查组对数据进一步核实，最终生成州级检查结果。

2.1.3 县市上报初步成果与2020 年“一张图”对比分析

通过先对2020 年“一张图”中的林地进行筛选，再与县市上报成果矢量进行相交，对相交后生成的矢量成果使用筛选逻辑错误判断语句对错误图斑进行筛选，检查是否改变了重要的林地因子。最终生成一个检查错误成果矢量。

2.2 结果展示

最后将上述的3 个功能模块通过模型构建器进行串联，按流程将所需的工具添加到模型构建器中[4]，模型将通过设计好的流程对传入的矢量数据进行批量化、流程化的处理，并将最终的检查结果存放到指定的位置，通过ArcGIS 进行错误展示。需要注意的是，在模型构建器菜单模型下的模型属性中的“存储相对路径名（不是绝对路径）”前打钩，方便分发使用，如未打钩则在分发后使用者必须将该模型存放到设计者制作时存放的绝对路径下，否则不能正常使用。

3 成果运用及结论

3.1 成果运用

根据《大理州森林和草原资源管理总站关于开展第三次国土调查林地相关森林小班补充完善林分因子初步成果审核的函》（大林资管〔2021〕32 号）要求，于2021 年10 月29—31 日利用该成果完成了对大理州12 县市提交的初步成果进行数据审核，并经县市级修改完善后，于2021 年11 月3 日将汇总后的大理州成果数据上交至省林草局。在数据审核过程中，该成果对县市级上报初步成果数据精确的查找出问题所在，县市级林草局根据错误提示信息结合实际情况进行修改，按时提交最终成果。以大理州剑川县林草局提交的初步成果数据为例，剑川县下发6712 个小班需进行核实，2021 年10 月29 日利用该成果对剑川县林草局最终提交6712 个小班进行州级初步成果数据进行审核，并对错误结果导出展示后发现存在以下具体问题。

使用ArcGIS 模型检查，用时3min12s，经检查发现：①县市上报成果与下发图斑对比分析。存在改变保留因子3 个小班更改了乡镇代码；与下发图斑一致，无小班增减。②县市上报成果自分析。上报成果无小班重叠；不存在多部件和无效几何情况；存在因子逻辑错误3896 个小班，涉及植被覆盖类型错误、龄组与地类不匹配、乔木林郁闭度不对、乔木林龄组不对、乔木林森林类别不对、应填树种未填或树种错误、林地未填写森林类别、林地森林类别必填、林地中林地保护等级必填、乔木林竹林龄组、事权等级为“20”中省级与生态区位的关系等55 项的错误类型。③县市上报成果与2020年“一张图”对比分析。存在地类不一致245 个小班，为“一张图”地类为林地，核实地类为非林地或地类为林地但与一张图地类不一致，存在改变了重要的林地因子2429 个，该两种错误问题为提示性问题，交由剑川县级林草局人员进一步核实变化原因。

经过ArcGIS 模型检查后，将检查结果返回剑川县林草局修改完善，剑川县林草局根据反馈错误提示信息，分项、分类结合实际情况进行修改，并于10 月30日提交修改完善后的成果，再一次使用ArcGIS 模型进行几何属性和逻辑检查，确认无错误提示信息后在所规定的时限内提交了最终上报成果。

3.2 结论

以往州级审核县市级数据需人工手动根据每一项工作成果矢量对比分析相关的林业数据矢量进行矢量间的重叠、多部件、缺失等几何属性检查，又要针对成果中的每一项因子143 项逻辑手动检查，并且还要与下发图斑和“一张图”数据的因子对比检查逻辑，该方法对林业知识水平的掌握要求较高，费时费力，而且不能保证检查结果的准确性，导致县市一级已经检查通过后上报州级进行州级核实时矢量和逻辑错误颇多，往往检查一个县市的成果需要2～3d，且由于给县市修改时间较紧，导致很多情况出现就错误而改错误，就算通过州级审核，但是无法避免人工手动检查而容易忽略的几何错误、逻辑问题，由州级上交省级审查成果，也或多或少存在问题，导致工作往返修改，增加工作成本、降低工作效率。

通过使用ArcGIS 模型对每个县市上报成果矢量几何属性和表间因子逻辑，可避免因人工操作带来的错误，实现批量化、流水化式检查，审核每个县市上报成果矢量数据只需3min 左右，同时避免了人工手动检查容易忽略的几何错误、逻辑问题。且县市通过使用此成果自查本辖区内矢量数据后根据具体错误提示信息，结合实际情况修改完善小班信息，上报州级审核出现的矢量和逻辑错误明显减少，保证了上报成果的正确性，审核时间也大大缩短。

4 结语

县市利用ArcGIS 所制作的检查模型对已完成上级交办图斑的核实并按要求填写完相关的因子后的成果数据进行几何属性和表间因子逻辑进行检查分析，对错误项进行修改完善后提交州级审核，再由州级进行审查报省局，大大的缩短了工作时间、提高了工作效率、降低了工作成本，该成果实用性强、应用简便、快捷准确[5]。