基于模型构建器的土地卫片执法图斑合法性判定研究

基于模型构建器的土地卫片执法图斑合法性判定研究

蔡凌俊

广州市城市建设工程监理有限公司510060

【摘 要】为满足土地卫片执法图斑合法性判定的数据处理批量化、自动化的要求，基于ArcGIS的内置模型构建器。以工作流的方式设计特定的模型工具，可以大幅度提高工作效率，可以替代程序开发的代码编写工作。ArcGIS内置的模型构建器。凭借其广阔的自定义操作范围和较多的参数设置支持等优势，为地理信息行业在实际生产中提供了一个切实可行且有效的方向和思路。

【关键词】ArcGIS；模型构建器；土地卫片执法

一、引言

卫片执法是将一个地区的土地、矿产利用情况，通过卫星遥感等技术形成卫片，将土地、矿产利用变化情况反映在同一地区前后两个不同时期的卫片叠加对比后，对发生变化的图斑地块进行逐一核实。为了发现和查处新增建设用地（用矿）情况，自然资源部每年将土地卫片执法图斑定时分发至各县区，然后由当地自行组织实施现场照相核查和行业内部分析定性，对有无违法违规行为进行核实。当前仍存在部分经济落后的县区在开展内业分析定性工作中高度依赖人工操作，导致处理步骤繁琐，分析效率低下。本文基于ArcGIS的模型构建器搭建土地卫片执法图斑合法性判定模型，并以某县区某一季度的土地卫片执法图斑作为范例数据开展了测试。结果表明，模型工具分析结果准确无误，处理效率高，极大减少了重复操作，在土地卫片执法图斑的合法性判定工作中可以适用。

二、模型构建器简介

模型构建器，是一款可视化地理信息编程语言或建模工具，是ESRI提供的一个图形化界面建模工具，用于ArcGIS地理处理框架。模型是通过将地理处理工具的输出作为下一个步骤的地理处理工具的输入实现将一系列地理处理工具有机串联在一起的工作流。除了可以构造和执行简单的工作流外，模型构建器还可以通过创建模型并分享给工具的方式为ArcGIS提供高级方法来扩展功能。ArcGIS 10.0及之后的版本对模型构建器做了升级和优化，并专门为模型构建器设计了两类新工具，分别为迭代器工具和仅模型工具。[1]迭代器工具是指以一定的自动化程度反复循环操作过程的工具。在模型构建器中进行迭代时，可以使用不同的设置和数据在重复执行相同的过程中进行迭代。模型构建器中的迭代运行具有很好的可操作性，即可以对整个模型进行迭代，也可以对单个工具或工艺进行反复操作。[2]只使用模型工具集中的工具中的一部分来控制加工过程。而其他工具则是用于模型设计中的一些特殊步骤或关键环节。

三、土地卫片执法图斑合法性判定思路

3.1合法性参考数据

某县区采用的合法性判定的参考数据主要为国有权属图层、土地报批图层和历史报批图层三种，其中土地权属图层以BDCQZH字段中的证号信息作为合法依据，土地报批图层以PFWH字段中的批文信息作为合法依据，历史报批图层以CHZFPWH字段中的批文信息作为合法依据。在确保三者数学基础一致的前提下，通过在ArcGIS同时加载三个图层，可以直观地查看该县区合法图层的总体范围，并据此进行合法性初判。

3.2合法性判定原则

本次试验中，需将参与分析的图层按照“土地报批图层-国有权属图层-历史报批图层”的优先级顺序，分别与土地卫片执法图斑进行叠置分析，已与合法图层重合的图斑区域，应视为合法部分，剩余未与合法图层重合的图斑区域，则可视为违法部分。

图1 多元矢量数据叠置分析流程示意图

四、合法性判定模型设计的关键技术

4.1创建空白模型

本次试验基于10.2版本的ArcGIS Desktop软件，在模型构建器设计面板，将待处理的土地卫片执法图斑与三种合法性参考图层，作为输入参数P1、P2、P3和P4；将数据叠加分析所需的地理处理工具，设置各项内置参数，作为处理工作流Workflow；将地理处理结果的输出位置或路径，作为输出参数P5。

4.2合法性判定模型设计

在合法性判定模型中，首先分别通过使用“标识”、“筛选”地理处理工具，按照“土地报批图层-国有权属图层-历史报批图层”的优先级顺序，依次对土地卫片执法图斑进行定向提取。第二步，对依次提取裁切的合法部分图斑与违法部分图斑，利用“合并”工具进行重新合并。第三步，通过“删除字段”工具删除现阶段图层中的冗余字段。

图2 合法性判定模型设计示意图

4.3模型工具核验与发布

设计完好的模型可以发布为模型工具箱，并作为自定义工具箱加载至ArcToolbox中，便于日常调用或移植。本次试验为实现土地卫片执法图斑合法性判定、图斑重编号和相关面积统计，共构建了3个模型工具，即“合法违法分析”、“迭代子模块”和“统计分析模块”，实现图斑按合法图层批量精准切割，给予合法部分相应信息作为合法依据，同时对被切割成多块的图斑，按照图斑原始监测编号进行二次重编号，确保图斑编码唯一性。

图3合法性参考图层重叠部分归并效果示意图

本次试验采用的土地卫片执法图斑共包含288个地块，大小约799KB。通过人工操作与使用模型构建器的两种处理方式进行对比，使用同一台计算机进行合法性判定处理，并对完成处理使用时间进行统计（表1）。人工操作的方式按初步分析后最少需裁剪的数量统计，按3人测算，平均每人应在ArcGIS中手动处理至少246次操作（鼠标点击次数），至少需要用时60分钟。使用模型工具仅需在工具界面依次点击加载相关数据即可进行数据自动分析处理。

表1 人工操作与模型工具处理效率统计表

图4 人工处理与模型工具处理效率对比图

根据上述时间对比可知，使用模型工具时的处理效率远大于人工操作，且当土地卫片执法图斑存在多个合法性图层同时覆盖的情况下，使用模型工具处理的优势会更加明显，处理所需时间几乎不受数据的复杂程度影响，省去了人工整理矢量数据的时间，并且在以后的土地卫片执法图斑下发时，技术实施单位无需投入过多的精力组织技术培训，仅需指导技术人员正确安装模型工具，即可马上投入到一线生产中。

五、结论

基于ArcGIS内置的模型构建器，可以实现全自动批量且高效的各类矢量数据处理，尤其在多元数据空间分析的应用场景中，模型构建器凭借其零代码编程的优势，可以快速实现各种项目的不同需求，几乎等同于专业软件开发平台的效果，对于地理信息行业生产一线来说，是一种性价比极高的提效保质方案。

参考文献

［1］张 魁，史秋晶. 基于模型构建器的矢量数据批量裁剪处理方法研究［J］.江苏科技信息，2015（5）：51-52.

［2］游 芳. 基于ArcGIS的第三次国土调查地类流量分析模型的设计与应用［J］.河南科技，2020（4）：156-158.