利用ArcGIS實現(xiàn)CAD圖斑批量錄入水土保持信息系統(tǒng)的方法

陳 竹

(重慶市榮昌區(qū)水務(wù)局，重慶 402460)

國家水土保持重點工程項目管理信息系統(tǒng)(以下簡稱“信息系統(tǒng)”)是水利部順應(yīng)時代要求，主動適應(yīng)水土保持管理新形勢，針對水土保持項目點多、面廣的特點，為創(chuàng)新管理模式而研發(fā)的集數(shù)據(jù)錄入、存儲、查詢、統(tǒng)計、報表等功能于一體的決策管理工具，是水土保持信息化建設(shè)的重要組成部分[1]。自2013年投入使用以來，該系統(tǒng)已成為水土保持重點建設(shè)工程的電子數(shù)據(jù)檔案庫，特別是圖斑的精細(xì)化入庫，使項目管理、檢查驗收等都更為直觀、更為精準(zhǔn)。但是基層單位受到專業(yè)技術(shù)力量的限制，圖斑入庫工作效率低，甚至出現(xiàn)了信息錄入不及時、不完整、不規(guī)范等問題。

該信息系統(tǒng)支持單個圖斑、批量圖斑錄入。單個圖斑錄入的方法較多，也非常簡單，當(dāng)圖斑數(shù)量較多時采取批量錄入的方法更為高效，但是信息系統(tǒng)僅支持shp、RM兩種文件格式實現(xiàn)批量圖斑導(dǎo)入。小流域設(shè)計資料大部分是CAD圖紙，無法直接將圖斑信息導(dǎo)入系統(tǒng)，因此筆者重點介紹利用ArcGIS將CAD圖斑轉(zhuǎn)化成shp格式文件，實現(xiàn)批量圖斑錄入的方法。

1 ArcGIS軟件介紹

ArcGIS是一款集地理信系統(tǒng)開發(fā)、分析、地圖數(shù)字化、地理信息采集等功能于一體的軟件，具有強大的空間數(shù)據(jù)管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力，可以廣泛應(yīng)用于水土保持領(lǐng)域，如：分析水土保持工作中常用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如土地利用現(xiàn)狀、植被、土壤、地質(zhì)、坡度、坡向、高程、降水量等；開展水土保持生態(tài)環(huán)境項目前期工作；開展水土保持項目監(jiān)理；開展水土保持監(jiān)測與管理等[2]。

2 利用ArcGIS軟件實現(xiàn)圖斑批量錄入步驟

從2018年開始，重慶市水利局要求將保土耕作、封禁治理等措施圖斑全部入庫，入庫面積要和規(guī)劃面積、治理面積保持一致，而一條小流域往往涉及幾百個圖斑，因此批量錄入圖斑成為此項工作的關(guān)鍵。受原有工作軟件的限制，大部分設(shè)計單位都是利用CAD軟件進行圖斑繪制，而CAD軟件只能提供平面坐標(biāo)，有些早期圖紙的坐標(biāo)甚至是假設(shè)的。信息系統(tǒng)要求圖斑邊界和天地圖影像必須“無縫對接”，所以需要將CAD圖斑進行轉(zhuǎn)換。進行圖斑轉(zhuǎn)換須準(zhǔn)備以下圖件或工具：①ArcGIS軟件；②谷歌地圖；③CAD轉(zhuǎn)kml工具；④CAD圖紙。本文中CAD圖紙以重慶市榮昌區(qū)2015年中央預(yù)算內(nèi)水土保持重點建設(shè)項目三橋河小流域措施布局圖為例?？紤]到有些圖紙的坐標(biāo)是假設(shè)的，設(shè)定本CAD圖紙坐標(biāo)信息未知。

2.1 處理CAD基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

原始的小流域措施布局圖含有流域邊界、圖斑邊界、圖斑號、圖斑面積、1/萬底圖等基礎(chǔ)信息。為使圖斑導(dǎo)入系統(tǒng)時簡潔明了，須對CAD圖紙進行處理，只保留流域邊界、圖斑邊界兩個圖層。時間充足情況下可以再次復(fù)核圖斑邊界是否閉合。完成后改名另存。

2.2 將CAD轉(zhuǎn)換為kml文件

打開處理后的CAD圖紙，選取某一特征點，并將這一特征點在CAD圖紙中定義為坐標(biāo)原點。打開谷歌地圖，提取該特征點的坐標(biāo)信息。加載CAD轉(zhuǎn)kml工具，將基準(zhǔn)點的經(jīng)緯度填寫成特征點的經(jīng)緯度，并根據(jù)CAD的基本繪圖單位選擇本次轉(zhuǎn)換的單位。將CAD轉(zhuǎn)成kml格式，并在谷歌地圖中復(fù)核流域邊界是否和實際情況一致。

2.3 將kml文件導(dǎo)入ArcGIS

在ArcGIS中打開ArcToolbox，依次找到轉(zhuǎn)換工具(Conversion Tools)→由kml轉(zhuǎn)出(kml To Layer)。打開對話框，選擇要導(dǎo)入的kml文件，加載到ArcMap中。

2.4 轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系

因為谷歌地圖的坐標(biāo)系和信息系統(tǒng)所要求的坐標(biāo)系不一致，故必須在ArcGIS中把坐標(biāo)系轉(zhuǎn)變?yōu)锳lbers Conical Equal Area坐標(biāo)系。

2.4.1 創(chuàng)建自定義地理(坐標(biāo))變換

打開ArcToolbox，找到數(shù)據(jù)管理工具(Data Mana-gement Tools)，依次選擇投影和變換(Projections and Transformations)→創(chuàng)建自定義地理(坐標(biāo)系)變換(Create Custome Geographic Transformation)。雙擊打開對話框，為地理(坐標(biāo))變化命名。在“輸入地理坐標(biāo)系”中選擇圖層中的GCS_WGS_1984，在“輸出地理坐標(biāo)系”中選擇Albers Conical Equal Area，點擊“確定”鍵完成自定義地理(坐標(biāo))變換的創(chuàng)建。

2.4.2 轉(zhuǎn)變?yōu)锳lbers Conical Equal Area坐標(biāo)系

依次選擇數(shù)據(jù)管理工具(Data Management Tools)→投影和變換(Projections and Transformations)→要素(Feature)→投影(Project)。打開對話框，在“設(shè)置輸出數(shù)據(jù)集或要素類”選擇文件的存放路徑并命名為A，在“輸出地理坐標(biāo)系”中選擇Albers Conical Equal Area，點擊“確定”鍵完成坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換。移除圖層內(nèi)的文件，加載A文件，打開A文件的圖層屬性，確認(rèn)坐標(biāo)系是否為Albers Conical Equal Area。

2.4.3 轉(zhuǎn)換為面文件

依次選擇ArcToolbox中的數(shù)據(jù)管理工具(Data Management Tools)→要素(Feature)→要素轉(zhuǎn)面(Feature to ploygon)。雙擊打開對話框。在“輸入要素”下拉菜單中選擇A文件，在“輸出要素類”選擇文件的存放路徑并命名為B。點擊“確定”鍵完成面文件的轉(zhuǎn)換。本次示例，一次性完成1 700余個圖斑轉(zhuǎn)換。

2.4.4 定義圖斑參數(shù)

打開B文件的屬性表，按照信息系統(tǒng)面狀措施shp文件模板要求的格式，添加字段，并逐次定義所需圖斑的各項數(shù)據(jù)。如果之前按照系統(tǒng)要求的格式完成了XLS表格，則可以利用圖斑編號將XLS表格和B文件的屬性表連接起來，再通過字段計算器完成各項數(shù)據(jù)的加載。移除連接后，選擇所需要的圖斑，導(dǎo)出數(shù)據(jù)即可得到滿足系統(tǒng)要求的shp文件。

在1 700余個圖斑中，選擇保土耕作、封禁治理、經(jīng)果林、水保林等367個圖斑一次性完成上傳錄入工作。

3 結(jié) 語

將導(dǎo)入系統(tǒng)中的成果圖與原CAD圖比對發(fā)現(xiàn)，使用該方法可以選擇性地將CAD格式的圖斑部分或全部導(dǎo)入系統(tǒng)中，且位置準(zhǔn)確、線條圓滑、精度較高。雖然在定義圖斑參數(shù)時，需要手動定義一些數(shù)據(jù)，特別是要重新定義圖斑編號較為耗時，但是和其他方法相比，仍然有以下幾個優(yōu)點：

(1)處理未知坐標(biāo)的原始數(shù)據(jù)時，可以快速找到準(zhǔn)確位置。和一般的“拖動”方法比較，圖斑位置更加準(zhǔn)確。

(2)圖斑數(shù)量較多時，可以實現(xiàn)全部圖斑的批量上傳，且一次性完成圖斑編碼、坡度、利用現(xiàn)狀、措施名稱、措施數(shù)量等數(shù)據(jù)的錄入，工作效率顯著提高。

(3)針對在上傳過程中出現(xiàn)系統(tǒng)無法識別、缺漏或需要變更調(diào)整的局部圖斑，可以在此基礎(chǔ)上選擇性地導(dǎo)出某個或某些圖斑數(shù)據(jù)，單獨上傳補錄，十分靈活方便。

(4)可以利用此數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)資料，快速制作項目驗收階段所需的shp文件。

(5)可以在此基礎(chǔ)上，利用ArcGIS軟件的追蹤方法，快速勾繪流域邊界，制作圖斑邊界shp文件。