第二次全国土地调查(农村土地调查)GIS软件应用探讨
摘 要:本文以漳州市为例探讨了地理信息系统三个常用软件(MAPGIS、ARCGIS、GEOWAY)在第二次全国土地调查（农村土地调查）（以下简称二调）数据处理中的应用.在此次调查中充分利用三个GIS软件各具的功能优势相互配合为二调内外业和建库等工作提供了更加便捷高效高质的途径。
关键词:第二次全国土地调查；地理信息系统；MAPGIS；ARCGIS；GEOWAY；漳州市
第二次全国土地调查（以下简称二调）作为一项重大的国情国力调查，其调查成果是编制国民经济和社会发展规划以及从事土地资源规划、管理、保护和利用的重要依据。如此重要而繁杂的成果数据，GIS软件作为机助类软件提高了二调工作效率，图件成果能反映多种利用规划现状信息于一图，不仅使图形信息更直观更有参考价值，还提高数据准确度和精确度，检查功能避免了人工误操作，提高了数据的正确性，统一规范的数据属性，使数据的调用更便捷、更有效，可以说整个二调工作过程从配准套合信息到数据入库和调用，每一环节都有GIS软件的参与。GIS软件的数据处理、存储、建库方面功能在地籍管理、农用地分等定级、耕地保护、土地利用规划、征地及土地开发整理中亦扮演重要的角色。如通过GIS软件可以把各种地类和宗地信息存储到数据库中方便对地藉信息进行管理，把影响分等定级的各种自然地理因素和经济因素综合到面对像属性中进行综合分析并统计存储，把地类信息和利用情况等信息综合到每块地的属性上可以为耕地保护、土地利用规划和征地提供参考实施依据，把拟进行土地整理的区域及周边的地理环境信息综合分析可得出土地整理的最佳实施方案。
漳州市位于福建省东南部，地处北纬23°33′-25°12′,东经116°54′-118°15′间，属亚热带海洋性季风气候。西北横亘博平岭山脉，地势从西北向东南倾斜，山地、丘陵、平原、滩涂依次呈阶梯下降。漳州复杂的地形和温润的气候，使各种植被垂直分布明显，土地利用类型多样，地类图斑破碎，给漳州的二调数据处理增加了工作量和难度。据本市二调实际工作情况，靠单一GIS软件处理二调数据已力不从心，而利用多个GIS软件数据处理显得尤为重要，其能使二调成果数据准确、真实、统一和实用，提高二调的工作效率。目前我市二调工作已进入农村调查收尾阶段，本人作为此次二调的参与和实施者，在此就GIS软件在本市实际工作中的应用和操作技巧经验同大家一起探讨交流和学习。本次我市二调工作主要用到MAPGIS、ARCGIS、GEOWAY三种GIS软件，灵活的应用各种GIS软件的优点对各流程数据进行处理成为二调工作关键。
1、MAPGIS是由武汉中地公司生产的一款本土的国产软件，是的两个二调推荐软件之一，其优点是中文视窗界面操作易上手且软件功能齐全能满足二调各环节数据处理的要求，图形处理功能强大，其缺点是矢量化操作相对繁琐、功能键设置较不合理、数据精度不高。
2、ARCGIS是一款应用广泛的外国GIS软件，也是国土更新调查推荐的两个二调软件之一，其优点是批处理能力强、处理精确度较高、对数据处理可直接在数据表上进行各种操作，适合进行规范化的大量数据处理，其缺点是英文操作界面不够友好、不太符合日常软件操作习惯、无明确区分点对象中的属性点和注记、数据在图面直观表示方式较少。
3、GEOWAY是一款可用于多个行业的国产GIS软件，虽不是二调推荐软件,但在数据机助制图编辑阶段有其他软件无法比拟的优势。其优点是界面友好易上手、快捷键设计合理、矢量数据编辑操作简便快捷，其缺点是功能模块较少、数据精度不高、只能同时加载两个参考影像，实际成图输出格式较为单一且效果一般。
根据上述三款软件的优缺点，按发挥软件的各自优点提高工作效率的原则，MAPGIS主要用在二调前期的影象图的镶套配准工作，中期图面对应点属性录入工作和后期的成果图工作，ARCGIS主要用在二调中期的统一属性编辑修改和一些面积的统计工作，而GEOWAY则主要用于数据的矢量化工作。以下以本市此次二调的作业流程为线索探讨GIS软件在各环节中的应用。
二调中农村调查工作流程图：（三种软件矢量数据的互相转换的中间格式为e00格式）
一、调查图件准备整理阶段——MAPGIS
在调查图件准备阶段使用到MAPGIS的投影变换和镶嵌配准功能。MAPGIS的投影变换功能能够根据图件坐标和比例尺生成标准图框，而它的镶嵌配准功能能把本次二调的正射影像图同历年的土地利用参考图件、民政部门的行政区域界线（权属界线）利用同名地物点镶嵌配准到同一地理坐标上。点击“图像处理”->“图像分析”模块，进入模块后，打开菜单“镶嵌融合”下的“编辑模式1”，“校正预览”和“控制点信息”。会发现MapGIS自动添加了改幅图像的四个拐角端点的配准值，我们可以删除这些控制点，添加自己的控制点。再利用菜单中“镶嵌融合”->“添加控制点”配准各种图件，其操作简单。以此生成各种标准坐标的工作底图和参考图件，是外业调绘图件基础工作。
二、数据机助转绘阶段——GEOWAY
GEOWAY在数据机助转绘阶段利用其编辑、视窗和专业功能菜单以及状态栏简捷易用的特性提高了机助矢量化阶段的工作效率。在矢量进程中其各种视图显示方式起到关键参考作用，在视图菜单中，按比例尺显示功能可以指定在视窗中矢量图按多大的比例尺显示，实时检查图形按比例尺输出实际效果。全屏、组合缩放、上一级、下一级和全图的工作区视窗操作切换，以及F9快捷键实时显示和隐藏缩略图效果，使编辑转绘工作更灵活。“视图属性”窗口可通过增加参考的网格线，使矢量数据转绘时定位更准确。在“视图－>表现”菜单中的图层风格显示、符号化显示、矢量方向显示和属性分类显示皆是矢量数据检查的最直观的工具。把状态栏提示开关打开便可实时提示矢量对象信息。
GEOWAY专业功能的下级菜单“坐标变换/投影变换”中坐标转换和平移操作简便，可利用坐标平移功能把图件和矢量数据坐标通过加减坐标值作简单平移切换。工作区中数据显示状态可在状态栏中切换开关。对象选取既可以通过点击对象选择也可通过编辑菜单中特征、属性、长度、注记选取获得符合条件的多个对象,在拷共线的操作进程中GEOWAY提供了移动/复制矢量对象和图层功能。
GEOWAY矢量化过程中可对点、线、面及注记四种类型对象进行编辑：
1.节点操作主要包括：顶点编辑、节点生成、节点匹配、节点连动。
节点操作能对线中的节点进行增加、删除和移动，使折线更圆滑和更精准。
2.线的操作主要包括：裁剪、延伸、单点打断、双点打断、连接、矢量反向、偏移。
线的操作功能能在矢量编辑中灵活处理断线连接、线交叉、分段计量、有向线状地物走向等情况。
3.对象属性和图面表示方法改变主要包括：符号调整、属性刷、修改符号宽度、对象属性、旋转（点、线、注记）。
图面对象表示方法操作能对图面信息进行处理，使图面信息更加合理直观。
4.拷共线操作主要包括：单点局部拷贝、双点局部拷贝。
拷共线操作是按技术规程在多种属性线重合时为了拓扑构面闭合的处理方式，GEOWAY为我们提供了较MAPGIS和ARCGIS更简单的截取方法。单点局部拷贝能搜索最近两个交点，并拷贝两个交点之间的线段，而双点局部拷贝能通过捕捉两个点，并拷贝两点之间的线段。
5.对双线路交叉处采用高级编辑中的交叉口修改。
交叉口修改功能能对多个双线路交叉情况进行简捷的处理。
6.对未闭合的折线在设定闭合的容限值下闭合折线，从而可形成线构拓扑面条件。
7.高级编辑中的“裁里”“裁外”功能能够满足技术规定一些矢量数据按行政区域和图幅裁切分别进行编辑、编号的工作要求。
8.文本格式化、属性转注记。
文本格式化功能可以按技术规定要求生成分数式的地类注记。属性转注记可把对象的属性信息转化为注记直观地体现在图面上。
9.属性的录入采集功能高效快捷。
GEOWAY的“属性同步输入”特性在图形矢量化和采集过程中的应用保证数据合理有效性和不遗漏外业调绘信息。即时属性输入功能在即时输入属性开关打开状态下定义采集对象所属图层和地物类属性字段有效性，当采集结束时，系统将自动弹出对应对象类型属性录入窗口，供用户键入属性。属性数据视图为用户提供了一个查询、过滤和编辑属性数据的界面。外部数据库的导入，则是通过外部属性数据库与当前层属性数据库之间的公共字段作为联接条件，进行数据库之间的联接操作。
10.扩展模块中利用设置跟踪参数可对线划图的栅格文件进行线的跟踪。
11.地类界线矢量化后就需进行拓扑构面处理，其拓扑处理包括弧段处理、拓扑构建、拓扑点关联、拓扑面删除、拓扑面合并。通过构面处理我们可发现尚未闭合的地类界线，拓扑面合并功能则可合并细碎同类地块。
12.图幅接边处理。根据技术规范要求图幅接边。把被相邻图幅分割开的同一图斑对像的不同部分拼接成一个逻辑上完整的对像。对所有标准图幅同类文件进行接边形成全区文件，最终每个标准图幅数据利用标准图框（内图廓线）从拼接好的全区文件中切出，保证图形接边的正确性。同时保证数据属性的一致性。GEOWAY除了提供接边索引图和接边工程管理器进行接边管理外，还可设置让图幅边上对象间自动建立接边关联线段。
13.质量检查。在矢量化操作后即进入质量检查阶段，数据质量一直是GIS系统的一个瓶颈。GEOWAY则较好解决了这个问题。GEOWAY的质量控制可以对图形的几何现象、地物的属性信息、拓扑构建结果以及各种矛盾数据进行检测和控制，也可以对工程中的几何和属性数据进行检查和处理，用结果列表的方式来查询信息、检查错误，并对存在的错误和矛盾进行实时编辑，实现了数据的可视化定位检查和处理。
其功能模块主要有：
图形检测主要是对数据采集和编辑过程中出现的几何现象（如线相交、重线、悬挂点、自相交和打折等现象）进行检测。
属性检测是为了防止在属性录入过程中由于不慎而出现的错误。按用户的要求来对图层、地物类和对象的属性信息进行检测和控制（唯一性、长度、属性内容、空值检测及属性综合检测）,以查找和改正错误。
拓扑检测主要是对拓扑构建的结果进行检测，以防止由于数据质量问题或用户设置不当而产生的不合适的结果（如一闭合区域无点多点等现象）。
批处理功能包括消除悬挂点、伪节点（线的似连非连）。
三、批处理矢量数据阶段——ARCGIS
ARCGIS中ARCVIEW具有列表编辑并批量处理矢量数据功能，能够批量处理统一数据属性并编码。按照技术规范要求，地类图斑和线状地物编号必须以各标准分幅中行政村为单元，从上到下、从左到右按1、2、3……自然数字进行编号。我们可以利用ARCGIS中的列表属性编辑功能对GEOWAY裁剪和拓扑后的图斑区域中的标识点属性进行检查、排序、编辑等操作。由于ARCGIS内部标识码“DLTB＃”值是上到下、从右到左的，所以我们可利用其“DLTB＃”值按一定规律进行排序编码的换算。
技术路线为在拓扑过的地类图斑图层中打开图表编辑功能，在菜单“EDIT”下点击“ADD FIELD”，添加一个字段，如“value”；把内部标识码“DLTB＃”值减1赋予value值，即“value＝DLTB＃－1”；再找出每行图斑中最大value值，每个图斑的实际value值＝－（原[value]-系数），这个系数就是前一行的最大value值与本行最大value值之和，把[value]值转换为字符串数据赋给“图斑编号”字段。
另外属性数据的统计编辑和计算可以从MapGIS通过ODBC将MapGlS中的内部属性数据输出为dbf格式，并在Excel里处理属性数据。
四、成果出图阶段——MAPGIS
成果出图阶段是前面所有工作结果的体现，因此MAPGIS功能丰富完备的输出模块成为高质量成果有利工具首选。
1、选实用服务-投影变换-选择比例尺，在“图框模式”中选“高斯座标实线公里网”，在“投影参数”的“起点纬度”输入图幅左下角纬度，“起点经度”输入左下角经度。图框名输入相应名称，选择保存路径。选“椭球参数”，选择椭球坐标参数点确定。在“图框参数”中选择“图幅名称”，输入相应名称。在“图框参数选择”中选择“标记实际坐标值”、“输入并绘制接图表”、“绘制图框外图廓线”、“绘制图幅比例尺”。最后选“保存”，选“确定”则保存为三个文件。
2、选“图形处理”-输入编辑，右击选“添加项目”，添加相应卫片MSI文件添加上步保存的*.WT、*.WL、*.WP文件。还原显示所有图层显示的符号化信息，打开要输出到成果图的图层并关闭其他图层。选“其它”-整图变换-键盘输入参数，选“点变换、参数变化”、“线变换、参数变化”，在比例参数中XY输入对应比例尺×0.1的值，选择“参数比例变化直接作用于图形参数”，则比例尺变换为所需比例尺的比例。
3、选择“工程输出”，在页面设置中调整设置XY系数，并调整纸张大小和输出图形在纸上的相对位置，使输出图形完全置于输出的图纸中，确定返回查看输出效果，最后卫片、矢量数据与标准图框套合一起输出成果图。
综上所述，整个二调过程都离不开GIS软件的应用，实践证明三个GIS软件灵活发挥各自优势功能处理二调数据在不同环节内容取得了极佳的工作效果。三个软件的配合使用，使工作便捷高效，成果质量更好。
此次二调工作要求采用新技术、新方法对二调工作进行组织和实施，这个“新”字在数据处理方面就是要利用GIS软件对二调数据进行处理、存储和使用，使二调作为一项重大的国情国力调查力求达到信息准确、数据精度高、存储结构合理、调用便捷明了。
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