ArcGIS軟件在福貢縣退耕還林還草工程中的應用

袁麗萍，李云芳，史慶偉，趙秦龍，莫志剛

(1.云南省林業調查規劃院大理分院，云南 大理 671000；2.大理州云龍縣林業局漕澗林場,云南 云龍 672700)

1 引言

2016年全國新一輪退耕還林還草工程的實施目的是實現25°以上的陡坡耕地全面退耕，有效恢復植被，做到退耕一片，治理一片，見效一片。以云南省怒江州福貢縣為例，2016年福貢縣工程建設任務為5766 hm2，由于地塊涉及面廣，且要求盡量與第二次全國土地利用現狀規劃圖25°以上的陡坡耕地一致，退耕地塊現地查找落實工作較為困難。通過ArcGIs 10.2軟件分析發現，將二者有機結合用于地塊落實、面積求算以及工程管理，能極大地提高內外業工作效率和工程管理質量。

2 軟件概況

ArcGIS 10.2.2軟件ArcGIs是美國環境系統研究所公司(Environmental Systems Researeh Instjtute,Ine.簡稱ESRI公司)開發的世界上應用最為廣泛的軟件之一，簡稱GIS(Geographic Information system)即地理信息系統。ArcMap是ArcGIS Desktop中的應用程序之一，在地圖導出、數據處理及數據分析等工作中廣泛應用。現在ArcMap制圖及數據處理在林業中有較為廣泛的應用。

3 退耕還林還草中的應用

3.1 基本資料的準備

3.1.1 基本材料列表

民政局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福貢縣的縣、鄉、村面層；國土局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福貢縣的全國土地利用現狀調查變更面層；林業局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福貢縣2002年、2005年、2006年、2014年、2016年退耕還林面層；林業局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福貢縣2012年、2013年、2015年陡坡地治理面層；林業局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福貢縣地形圖；林業局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福貢縣高分辨率影像圖。

3.1.2 整理材料

準備好上述資料后，需要把所有的資料分類后放進文件地理數據庫中，以方便以后的操作，具體如下：①在D盤下新建一個2016年退耕還林的文件夾，打開文件夾并新建一個名為“影像圖地形圖”的文件夾并把資料里面的5、6復制進去。②隨后打開arcmap10.2.2，彈出的對話框新建文檔后直接取消，在arcmap的選項卡中找到窗口，并點擊目錄。③在arcmap軟件的右上角出現一個“目錄”的選項卡，點擊“連接到文件夾”，彈出一個對話框選“D：”盤下的“2016年退耕還林”并點擊確定。④返回目錄，會看到“D:2016年退耕還林”出現在連接到文件夾下，在該文件夾上單擊右鍵→新建→文件地理數據庫→重命名為“2016年退耕還林.gdb”。⑤新建要素數據集→輸入名稱“行政界線”→坐標系選Xian_1980_GK_CM_99E→垂直坐標系直接下一步→容差也是直接點擊完成。建立完成后分別為：行政界線，基礎數據，區劃數據。⑥使用導入→要素類(多個)→找到存儲面層的位置并添加進列表確定。這樣就把基礎材料導入到數據庫中了。然后點擊“標準工具”中的保存，或者選“文件”下拉菜單中的“保存”，保存到“D:/2016年退耕還林”，名稱為“2016退耕還林.mxd”。這樣就完成了基礎資料的準備工作。

3.2 小班區劃

按照要求，新一輪退耕還林還草的地塊必須是25°以上陡坡耕地的非基本農田。因此，應以福貢縣2013年全國土地利用現狀調查變更圖作為底圖，將國土部門提供的成果底圖上規劃為25°以上陡坡耕地的非基本農田中的地塊提取出來，把歷年的退耕還林還草面層疊加上去，去除重合部分后形成新的矢量圖層即為新一輪退耕還林的小班地塊，標注小班號和面積，具體如下：

3.2.1 獲取“小班區劃面層”

(1)添加內容列表的圖層。用“標準工具”中的“數據添加”→找到準備好的數據“D:/2016年退耕還林”→選中“2016年退耕還林.gdb”點擊“添加”→選中“行政界線”點擊“添加”→選中“縣，鄉，村”點擊“添加”。同理把基礎數據中的所有面層都添加到“內容列表”。同理把“D:/2016年退耕還林影像圖地形圖”文件夾下的影像圖和地形圖也添加進來。

(2)生成小班區劃面層。在內容列表中選中“全國土地利用現狀調查變更”圖層，右鍵點擊，在彈出的菜單中左鍵單擊“打開屬性表”→在arcmap軟件下方會出現一個叫“表”的窗口，點擊“按屬性選擇”(圖1)→在彈出的對話框中輸入“坡度>=25”，并點擊“應用”，然后點擊“關閉”，這樣就選中了需要的坡度大于等于25°的所有小班→在內容列表中選中“全國土地利用現狀調查變更”圖層，右鍵點擊，在彈出的菜單中選中“數據”，左鍵單擊“導出數據”→在“導出數據”對話框上方的導出的下拉菜單中選取“所選要素”，下方的輸出要素類左鍵單擊黃色的文件夾→左鍵雙擊“文件夾連接”→左鍵雙擊“D:/2016年退耕還林”→左鍵雙擊“2016年退耕還林.gdb”→左鍵雙擊“區劃數據”→在名稱后面輸入“小班區劃1”，保存類型的下拉菜單中選中“文件和個人地理數據庫要素類”，左鍵單擊保存，返回導出數據對話框后，左鍵單擊確定，導出完成后會彈出一個對話框，左鍵單擊“是(Y)”，小班區劃1圖層就建立好了并且還添加進入了“內容列表”。

圖1 點擊按屬性選擇

(3)剔除已退耕部分。因國土部門和林業部門的對接會存在部分問題，從而導致面層直接會有重疊，也就是說已經退耕的依然還在耕地里面，所以這部分需要剔除掉。如果是手動刪除，那么會耗時耗力，而且還容易有遺漏，那么要這么解決呢？arcmap工具箱里面的“擦除”工具，能夠輕松解決問題。操作如下：

首先要用“工具”中的“清除所選要素”，因為在擦除執行的時候，它只對選中的要素進行操作，那么就會有遺漏，所以只要對所有要素操作時一定要先點“清除所選要素”一下，以保障不會出錯。其次在arcmap右邊的目錄中選中“系統工具箱”，并點擊前面的+號，然后依次展開Analysis Tools.tbx→疊加分析→左鍵雙擊擦除→在“擦除”對話框中“輸入要素”的下來菜單中選擇“小班區劃1”；“擦除要素”的下拉菜單中選擇“福貢縣2002年退耕還林”；“輸出要素類”直接輸入“D:2016年退耕還林2016年退耕還林.gdb區劃數據小班區劃2”，或者用文件選擇(方法和上一步一樣)；xy容差(可選)不用填，默認的容差就可以了，最后點擊確定就OK。“擦除”命令運行完成后，會新生成一個小班區劃2的圖層，也就是和“福貢縣2002年退耕還林”圖層沒有重疊的新圖層(圖2)。同理然后把“小班區劃2”用“2005年退耕還林”擦除，生成“小班區劃3”，把前面的需要擦除的地塊全部擦除一次，最終得到“小班區劃”的圖層就是和歷史的項目沒有重疊的了(圖3)。

圖2 擦除前的小班區劃

圖3 深色圖斑為2002年退耕還林

(4)添加字段。小班區劃有了后，需要對字段進行增減，增加需要的字段，以方便以后的分類匯總和數據統計。方法如下：

增加字段：選中“小班區劃”，單擊右鍵，在右鍵菜單中單擊“打開屬性表”→在彈出的“表”的窗體里面，點擊表選項的下拉菜單，單擊“添加字段(F)...”→彈出“添加字段”對話框后，填入需要的“名稱”和類型(一般字段值是數字就用表示數字的類型，有漢字或特殊符號的就用“文本”)，然后確定。字段就添加到屬性表里面了。

(5)分發數據。由于外業調查需要分組調查，因此需要把小班區劃按鄉鎮分割。首先要用“工具”中的“清除所選要素”。其次在arcmap右邊的目錄中選中“系統工具箱”，并點擊前面的+號，然后依次展開Analysis Tools.tbx→提取分析→左鍵雙擊分割→在“分割”對話框下的“輸入要素”下拉菜單中選“小班區劃”，“分割要素”下拉菜單中選“鄉”，分割字段下拉菜單中選“鄉名”，“目標工作空間”直接輸入“D:2016年退耕還林2016年退耕還林.gdb區劃數據”，“xy容差(可選)”不填，最后點擊確定。等命令完成后，在彈出的對話框中點擊關閉。

在“圖層”中可以看到多出了“區劃數據”的分組，里面有分割好的所有鄉鎮的面層。現在還需要做一個重要的設置，以便在復制到其他電腦中也可以正常使用“2016年退耕還林”，在“文件(F)”選項卡中點擊“地圖文檔屬性(M)...”→彈出的“地圖文檔屬性”對話框后，在“路徑名”后，“存儲數據源的相對路徑名(R)”前的方框中單擊左鍵打上勾，然后確定。→在“2016年退耕還林”文件下新建7個文件夾并以鄉鎮由北到南的順序加名稱命名，然后把“2016年退耕還林.gdb”、“影像圖地形圖”和arcmap的工程文件“2016退耕還林”復制到7個鄉鎮的文件夾下，并在工程文件的名稱加入鄉鎮名，比如“2016退耕還林”就變為“2016退耕還林馬吉鄉”。→整理每個鄉鎮的內容列表和數據庫，就拿馬吉鄉做示范：打開“2016退耕還林馬吉鄉”的工程文件MXD，現在只需要保留馬吉鄉的區劃面和基礎面即可，其余的都可以刪除，在移除和刪除后界面的圖層就少了，顯得比較簡潔，方便以后的操作，避免圖層過多的混亂。同理把其余鄉鎮也整理好后，就可以把各鄉鎮的數據復制給各個鄉鎮的外業人員的平板電腦上，可以直接在電腦上區劃，免除了先在紙質圖上區劃，然后回家轉繪。

(6)外業調查。外業調查用的工具比較簡單，就是編輯器的應用。就拿子里甲鄉的一個小班來說明。首先用“符號選擇器”，也就是“內容列表”下的“子里甲鄉”的下面那個綠色的方框，用左鍵點擊，彈出對話框后，“填充顏色(F)”改為無顏色，“輪廓顏色(O)”改為紅色(顏色可以根據個人習慣選定)，點擊確定。然后右鍵點擊“內容列表”中的“子里甲鄉”，選中“編輯要素”，彈出下級菜單后點擊“開始編輯”，然后會彈出一個“編輯器”的窗口，點擊“編輯工具”，在數據視圖中點擊一個小班(圖4)→在編輯器中點擊裁剪面工具，在數據視圖中鼠標就變成一個十字，就可以在選中的小班里進去區劃，點一下鼠標就是一個點，分割小班有個基本原則就是，分割后的小班必須是完整閉合的，也就是說分割后的小班不能有任何連通的地方(圖5)，在劃好邊界后，需要檢查一下(圖6)，雙擊左鍵確認，小班就分割好了→屬性的錄入→用“編輯工具”選中小班，左鍵點擊“編輯器”中的屬性，會彈出一個以供編輯的“屬性”窗口，把里面的屬性都填完整就完成了對一個小班的編輯。面積求算，在數據庫下面的面層的面積是自動計算的單位是平方米，對應字段為“Shape_Area”，所有面積進行換算即可。

圖4 點擊要編輯的小班

圖5 小班線必須閉合

圖6 檢查小班線是否閉合

(7)鄉鎮面層的合并。外業調查完成后，把分發下去的各鄉鎮的“2016年退耕還林.gdb”全部拷貝集中到一起，最原始的數據庫需備份一份，把區劃數據里面的全部刪除，刪除完成后，又把各個鄉鎮的面層又重新導入進來。再單擊頂部選項卡里面的“地理處理”下拉菜單里面的“合并”。點擊“輸入數據集”右邊的打開文件→“區劃數據”中的7個鄉鎮的面層全部選中→點擊“添加”→“輸出數據集”的里面填入輸出地址和名稱即“D:2016年退耕還林2016年退耕還林.gdb區劃數據小班區劃”，點擊確定。合并完成彈出的對話框點擊關閉。

4 結語

福貢縣2016年退耕還林還草地塊要求與全國土地利用規劃圖基本吻合，且山高坡陡，路途遙遠，地形圖上500 m，有時需要走幾小時，涉及農戶數量多，落實難度大，林業站的技術力量相對薄弱，又是少數民族地區，語言溝通存在障礙。如用以前的帶圖紙上山區劃，然后在轉繪，工作難度大，效率低，質量低下。但直接使用arcmap直接到現地結合皮尺丈量勾繪，可以直接的進行面積對比，進一步提高圖層的精度，還節約了后期內業整理的大量時間，為以后的林業工程建設管理提供可靠的基礎數據和可供借鑒的操作方法。