凡江林

(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴陽(yáng) 550002)

基于ArcGIS 10的地塊信息管理方案
——水庫(kù)征地的地塊信息管理

凡江林

(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴陽(yáng) 550002)

針對(duì)目前基于AutoCAD和Excel組合管理水庫(kù)征地地塊信息的不足，采用ArcGIS 10作為基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行地塊信息管理分析研究。提出了基于ArcGIS 10的地塊信息管理方案，即采用ArcGIS 10 提供的若干重要功能，對(duì)水庫(kù)征地的地塊信息進(jìn)行合理的組織，構(gòu)建了地塊信息庫(kù)的建立、地塊原始數(shù)據(jù)的入庫(kù)、地塊數(shù)據(jù)制圖、地塊數(shù)據(jù)查詢和分析、地塊數(shù)據(jù)的修改等流程化的作業(yè)方案，從而實(shí)現(xiàn)了地塊信息的高效管理。

ArcGIS 10；地塊信息庫(kù)；地塊數(shù)據(jù)制圖；高效管理

1 從AutoCAD和Excel組合管理地塊信息說(shuō)起

在水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)工作中，需要對(duì)水庫(kù)建設(shè)用地(如庫(kù)區(qū)用地、壩區(qū)用地、渠道用地，等)進(jìn)行地塊面積統(tǒng)計(jì)。目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)測(cè)繪單位采用的成圖軟件是AutoCAD，或者基于AutoCAD平臺(tái)開(kāi)發(fā)的專業(yè)數(shù)字化成圖軟件。這些數(shù)字化成圖軟件在成圖方面操作比較方便，但在地塊面積量算、屬性信息查詢、空間數(shù)據(jù)管理等方面功能相對(duì)較弱。通過(guò)使用一定的方法(借助第三方軟件、編程和二次開(kāi)發(fā)的軟件)，來(lái)達(dá)到對(duì)地塊面積的批量量算，在一定程度上解決了AutoCAD在地塊面積量算方面的問(wèn)題。

但由于AutoCAD本身的局限性，這些方法在地塊面積量算前的預(yù)處理工作仍然需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。量算的面積，通常是借助Excel等表格軟件進(jìn)行管理。AutoCAD和Excel組合管理地塊信息，主要包括地塊數(shù)據(jù)錄入、地塊數(shù)據(jù)制圖、地塊面積量算、地塊數(shù)據(jù)查詢、地塊數(shù)據(jù)修改等過(guò)程。

在AutoCAD和Excel組合管理地塊信息的過(guò)程中，存在以下的一些局限性：

1)在地塊數(shù)據(jù)錄入過(guò)程中，AutoCAD本身沒(méi)有多邊形要素類型，由多段線圍成的區(qū)域被人為的視為一個(gè)地塊，容易出現(xiàn)地塊沒(méi)有閉合或是兩個(gè)地塊部分重疊等拓?fù)溴e(cuò)誤；

2)地塊空間信息和屬性信息無(wú)關(guān)，地塊的屬性信息(如地塊號(hào)，等)只是落在地塊區(qū)域的一個(gè)注記文本，地塊的屬性很容易因?yàn)椴僮魇д`被移到錯(cuò)誤的位置；

3)在地塊數(shù)據(jù)制圖過(guò)程中，不能夠充分利用注記文本的屬性信息統(tǒng)一制圖，只能夠分區(qū)域的一一填充制圖，該過(guò)程效率低下；

4)地塊面積需要借助一定的方法量算，基于AutoCAD的批量量算方法依然存在效率低、容易引入錯(cuò)誤等特點(diǎn)；

5)地塊數(shù)據(jù)的查詢過(guò)程，需要在AutoCAD和Excel之間來(lái)回切換對(duì)比，該過(guò)程效率低下；

6)地塊數(shù)據(jù)的修改過(guò)程，量算的地塊面積存入Excel中，當(dāng)AutoCAD中地塊信息發(fā)生變化的時(shí)候，Excel中對(duì)應(yīng)的地塊面積需要人工一一修改，該過(guò)程效率低下。

在了解AutoCAD和Excel組合管理地塊信息存在的問(wèn)題后，我們?cè)賮?lái)了解ArcGIS 10為地塊信息管理提供了什么。

2 ArcGIS 10為地塊信息管理提供了什么

2.1 地塊數(shù)據(jù)制圖

在ArcGIS中，地塊數(shù)據(jù)屬于多邊形要素類，一個(gè)地塊對(duì)應(yīng)于一個(gè)多邊形要素對(duì)象。一個(gè)要素包括空間位置信息和屬性信息，ArcGIS將要素的空間信息和數(shù)據(jù)表中的屬性信息實(shí)時(shí)鏈接起來(lái)。當(dāng)高亮顯示地圖上的某個(gè)地塊時(shí)，該地塊的相關(guān)屬性就會(huì)在表格中高亮顯示出來(lái)，反之亦然，如圖1所示。在圖1所示的表中，稱為要素識(shí)別碼(FID)或?qū)ο笞R(shí)別碼(OID)的特殊字段將空間數(shù)據(jù)與其屬性關(guān)聯(lián)在一起。每個(gè)要素對(duì)應(yīng)且只對(duì)應(yīng)于表中的一行(記錄)。通過(guò)這種一一對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)鏈接，為ArcGIS提供了強(qiáng)大的生命力。可以基于一個(gè)屬性字段，如地類，制作如圖2所示的地塊的地類分布圖。這種技術(shù)稱為專題制圖，很好展示了如何采用屬性鏈接來(lái)分析地塊信息。通過(guò)這種技術(shù)，可以根據(jù)需要，對(duì)地塊信息使用不同的字段，制作相應(yīng)的專題圖(比如根據(jù)組字段，制作地塊的分組分布圖，等)。

圖1 通過(guò)鏈接到屬性的空間要素(多邊形)來(lái)表示每個(gè)地塊

2.2 地塊面積字段的計(jì)算

在多邊形要素類中，面積屬性、長(zhǎng)度屬性是該要素類型本身的屬性。也就是說(shuō)多邊形要素能夠自動(dòng)跟蹤空間要素的面積和長(zhǎng)度，一旦多邊形面積發(fā)生變化、或是邊界長(zhǎng)度發(fā)生變化，都會(huì)在面積屬性、長(zhǎng)度屬性里面自動(dòng)的計(jì)算顯示出來(lái)。如圖3所示，SHAPE_Area和SHAPE_Length為地塊多邊形要素本身的面積屬性和長(zhǎng)度屬性。這里的單位是平方米和米。圖3中的面積字段，是根據(jù)需要自定義的面積字段。當(dāng)需要提供其他度量單位的面積時(shí)，只需要通過(guò)字段計(jì)算器編輯一個(gè)簡(jiǎn)單表達(dá)式即可完成。

圖2 利用地類屬性制作的地塊的地類分布圖

圖3 SHAPE_Length和SHAPE_Area為默認(rèn)字段，面積為自定義字段

如圖4所示，為字段計(jì)算器。面積=[SHAPE_Area]/(2000.0/3)為對(duì)應(yīng)的從平方米到畝的轉(zhuǎn)換表達(dá)式。單擊OK即可完成地塊面積字段的計(jì)算。

2.3 地塊數(shù)據(jù)查詢和分析

一般來(lái)講，查詢通常會(huì)從要素類或數(shù)據(jù)表中提取要素或記錄，并分離出它們以進(jìn)一步應(yīng)用，例如計(jì)算統(tǒng)計(jì)信息、編輯或者執(zhí)行更多查詢。在最簡(jiǎn)單的查詢種類中，查看地圖或是屬性表，然后用鼠標(biāo)來(lái)選擇預(yù)期記錄。ArcMap提供了3種要素選擇方法：交互式選擇使用指針在屏幕上選擇要素，按屬性選擇執(zhí)行屬性查詢，按位置查詢執(zhí)行空間查詢。當(dāng)查詢執(zhí)行以后，選定的要素會(huì)在地圖和數(shù)據(jù)表中高亮顯示出來(lái)。

圖4 字段計(jì)算器計(jì)算地塊面積

在地塊復(fù)查過(guò)程中，比如需要查詢張三的地塊中與李四相鄰的那個(gè)地塊。我們可以先查詢李四家的地塊，再查詢與李四家相鄰的地塊，從查詢結(jié)果中，查詢張三家的地塊就達(dá)到了目的。在實(shí)際工作中，遇到最多的情況是查詢某一家的所有地塊，這樣的查詢只需要在按屬性選擇(Select By Attributes)對(duì)話框中編輯一個(gè)簡(jiǎn)單的條件表達(dá)式即可。比如需要查詢張中林家的地塊，如圖5所示。在圖5中，只需右擊表格中指定的記錄，選擇Zoom To菜單，就能夠以合適的大小和位置顯示指定的記錄對(duì)應(yīng)的地塊。

對(duì)于地塊數(shù)據(jù)的分析，主要有以下兩個(gè)方面：

1)根據(jù)專題圖，分析各種屬性的空間分布。比如，需要整個(gè)測(cè)區(qū)不同地類的分布情況，可以根據(jù)地類屬性制作地塊的地類分布圖；需要了解各個(gè)村民小組被征地的情況，可以根據(jù)組屬性制作地塊的分組分布圖。

2)根據(jù)屬性數(shù)據(jù)，分地類統(tǒng)計(jì)各個(gè)被征地居民的地塊面積情況。對(duì)于類似需求，我們可以借助于ArcGIS本身，也可以借助于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及報(bào)表生成功能。

在了解ArcGIS 10為地塊信息管理提供的以上高效工具后，我們來(lái)對(duì)地塊信息庫(kù)的建立、地塊原始數(shù)據(jù)的錄入、地塊數(shù)據(jù)的修改等操作過(guò)程及提供的工具進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。

圖5 查詢步驟

2.4 地塊信息庫(kù)的建立

1)在創(chuàng)建地塊數(shù)據(jù)庫(kù)之前，需要明確地塊表需要存儲(chǔ)的屬性信息，下面就給出工作中常用的地塊表的屬性信息，如圖6所示。

圖6 常用地塊表的屬性信息

2)在創(chuàng)建的地塊數(shù)據(jù)庫(kù)中，新建地塊表要素類，如圖7所示。圖7中的地塊表要素類，指定了地塊中需要存儲(chǔ)的屬性信息，用來(lái)存儲(chǔ)即將錄入的地塊原始數(shù)據(jù)。

圖7 新建地塊表要素類

2.5 地塊原始數(shù)據(jù)的錄入

2.5.1 地塊數(shù)據(jù)錄入流程

完成地塊數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建后，通過(guò)ArcMap的編輯功能對(duì)地塊的原始坐標(biāo)繪制地塊圖，并錄入與地塊圖對(duì)應(yīng)的屬性信息。原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)存在Excel中，格式如圖8所示。下面就來(lái)講述地塊原始數(shù)據(jù)的錄入過(guò)程。

圖8 原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)

1)啟動(dòng)ArcMap。新建一個(gè)空地圖，加載數(shù)據(jù)庫(kù)中“地塊表”要素類，如圖9所示。

圖9 新建空地圖

2)導(dǎo)入原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)。選擇File>Add Data>Add XY Data。選擇相應(yīng)文件及字段，如圖10所示。

圖10 導(dǎo)入原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)

3)右擊“F1226$ Events”。選中Label Features，如圖11所示。

圖11 選中Label Features

4)右擊“地塊表”，選擇Edit Features>Organize Feature Templates，如圖12所示。

圖12 進(jìn)入地塊表

5)根據(jù)原始記錄，新建沙拉14組的要素模板，如圖13所示。

圖13 新建要素模板

6)啟動(dòng)“地塊表”要素的編輯功能，如圖14所示。

圖14 編輯地塊表

7)根據(jù)記錄本，繪制地塊。地塊繪制完成后，編輯對(duì)應(yīng)的屬性信息。打開(kāi)Attribute窗口，錄入“地塊號(hào)、姓名、地類”三個(gè)字段，并保存編輯，就完成了一個(gè)地塊的錄入工作，如圖15所示。

圖15 繪制好的地塊，僅需錄入三個(gè)字段的信息

8)完成一個(gè)地塊的錄入工作后，就可以設(shè)置注記顯示方式了，如圖16所示。

圖16 通過(guò)設(shè)置注記的顯示方式，顯示地塊號(hào)和姓名

2.5.2 ArcMap提供的實(shí)用編輯工具

下面就來(lái)講述地塊圖的編輯過(guò)程中，ArcMap提供的實(shí)用編輯工具。

1)捕捉功能工具：在地塊圖的繪制過(guò)程中，需要捕捉到相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，ArcMap提供了捕捉功能，確保連線過(guò)程中，精確的匹配到指定的坐標(biāo)位置。

2)自動(dòng)完成多邊形工具：兩個(gè)鄰接多邊形之間共享相同邊界，這兩個(gè)要素對(duì)象的拐點(diǎn)需要精確的匹配。如果這個(gè)條件成立的話，那么這兩個(gè)多邊形共享一致邊界。為了添加鄰接多邊形，ArcGIS提供了一個(gè)特殊構(gòu)建工具，即Auto Complete Polygon(自動(dòng)完成多邊形)工具。首先構(gòu)建一個(gè)沒(méi)有鄰居的多邊形，然后為了添加鄰接多邊形，使用Auto Complete Polygon工具，只數(shù)字化該多邊形的新組成部分。編輯器確保這兩個(gè)多邊形共享一致邊界，并且避免出現(xiàn)間隔和重疊等拓?fù)溴e(cuò)誤，如圖17所示。

圖17 應(yīng)用Auto Complete Polygon任務(wù)創(chuàng)建兩個(gè)鄰接多邊形的一致邊界

3)要素模板：編輯操作利用一套要素模板集合。每一個(gè)要素類可以構(gòu)建多個(gè)模板。在地塊測(cè)量過(guò)程中，通常是對(duì)一個(gè)片區(qū)進(jìn)行測(cè)量，采集的地塊數(shù)據(jù)中，有很多相同的屬性信息，比如縣、鎮(zhèn)、村、組等。通過(guò)建立要素模板，在錄入地塊屬性信息過(guò)程中，模板自動(dòng)將默認(rèn)值的各個(gè)字段添加到每一個(gè)地塊對(duì)象中，能夠節(jié)省大量的輸入時(shí)間。

2.6 地塊數(shù)據(jù)的修改

通過(guò)使用Auto Complete Polygon方法，能夠有效的避免數(shù)據(jù)錄入過(guò)程中的拓?fù)溴e(cuò)誤。實(shí)際地塊信息管理工作中，經(jīng)常出現(xiàn)兩個(gè)地塊的公共邊界需要調(diào)整的情況。在編輯公共邊界的時(shí)候，應(yīng)該總是使用Topology Edit工具和其他拓?fù)渚庉嫻ぞ摺?/p>

可以使用地圖拓?fù)涔δ芫庉嬀哂泄策吔缁蚬拯c(diǎn)的要素。為了能夠同時(shí)編輯多個(gè)要素，地圖拓?fù)鋾?huì)創(chuàng)建要素之間的臨時(shí)關(guān)系，保持已有的一致邊界和節(jié)點(diǎn)。如圖18所示，通過(guò)使用Topology Edit工具和Reshape Edit(整形邊界)工具，可以改變兩個(gè)多邊形之間的邊界。首先選擇Topology Edit工具，選定兩個(gè)多邊形的共享邊界。為區(qū)分于使用Edit工具所完成的選擇，Topology Edit工具的選擇顏色為紫色。然后選擇Reshape Edit(整形邊界)工具，在兩個(gè)多邊形之間繪制新邊界。當(dāng)草圖繪制完成后，新邊界替換掉了舊邊界，改變應(yīng)用到了兩個(gè)多邊形。

圖18 使用Topology Edit工具和Reshape Edit工具，改變多邊形邊界

3 結(jié) 論

通過(guò)分析“從AutoCAD和Excel組合管理地塊信息說(shuō)起”中遇到的若干問(wèn)題，以及“ArcGIS 10為地塊信息管理提供了什么”中高效的解決方式。我們發(fā)現(xiàn)，采用ArcGIS 10結(jié)合地塊信息管理方面的專業(yè)知識(shí)，構(gòu)建一個(gè)基于ArcGIS 10的地塊信息管理方案，能夠真正高效的管理水庫(kù)征地的地塊信息。

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1007-7596(2017)08-0091-03

2017-07-26

凡江林(1988-)，男，貴州江口人，助理工程師。

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