基于ArcGIS的空間數據轉換及處理在自然保護區總體規劃編制中的應用研究

周麗芳

（甘肅省小隴山林業調查規劃院，甘肅 天水 741020）

1 概況

甘肅麥草溝省級自然保護區位于甘肅東南部，地處甘陜兩省交界的秦嶺山脈。區內地形北高南低，溝谷深切，峰巒疊嶂。森林生態系統保存良好，野生動植物種類多，是研究生物多樣性、生物群落演替、生態系統結構、功能和生態效益的理想之地，又是開展教學學習和生態科普旅游的良好場所。甘肅麥草溝自然保護區自1982年批準建立以來，一直未成立專門的管理機構，也未對保護區進行功能區劃，為了進一步規范自然保護區的保護和管理，加快自然保護區的建設步伐，需編制自然保護區總體規劃。

2 技術路線及目標任務

2.1 依據

依據甘肅麥草溝省級自然保護區的批復文件，確定保護區界線范圍及總經營面積。

2.2 目標任務

2.2.1 功能區劃分

功能區劃主要是對保護區內部進行功能分區，實施分區管理，以保證合理保護、利用好保護區各種資源。根據保護區的自然地理條件、自然資源、自然環境、典型森林景觀、珍稀動物植物的空間分布情況來劃分功能區，功能區劃分采取以自然區劃為主的綜合區劃法。把地域連片、生態系統較完整、珍稀瀕危物種分布集中，沒有人為活動影響的重點區域劃分為核心區，把人為活動較頻繁的地段劃為實驗區，把介于核心區和實驗區之間，對核心區起保護和緩沖作用的區域劃為緩沖區。

2.2.2 標樁立界

標樁立界，保護區標識規劃：保護管理措施是從保護的整體性出發，采取法律、行政、技術和工程相結合的方法，建立多層次、全方位完整的保護管理體系，使保護區走向系統化、綜合化、科學化、法制化的管理軌道。自然保護區區界與進出自然保護區的主要道路相交處必須樹立界碑。自然保護區區界及各功能分區之間須樹立界樁。保護區的出入口處和人為活動頻繁處必須樹立標示牌。

2.2.3 數據統計分析及成果圖輸出

3 數據搜集

3.1 地形圖

覆蓋自然保護區范圍的1:5萬6度帶的DLC（數字劃線地圖）一幅，坐標為北京54坐標系，投影方式為平面投影（即平面坐標），數據格式為SHP格式。

3.2 遙感影像圖

2017年DOM（遙感影像）兩幅，坐標為西安80坐標系，投影方式為球面投影（即地理坐標），數據格式為Image格式。

3.3 小班失量數據

2017年林地變更小班數據庫一套，坐標為西安80坐標系，投影方式為平面投影（即平面坐標），數據格式為SHP格式；二類調查小班數據庫一套，坐標為北京54坐標系，投影方式為平面投影 （即平面坐標），數據格式為SHP格式。

4 ArcGIS相關功能及方法步驟

4.1 ArcGIS相關功能

實現工作區管理、數據管理、數據轉換、投影轉換、坐標轉換、建立拓撲關系、修改屬性表的結構及地理分析等；具有交互式的圖形編輯環境，可建立coverage、數字化、編輯空間和屬性數據、輸入和編輯標注、coverage接邊；柵格分析處理模塊，對柵格數據進行輸入、編輯、顯示、分析、輸出；空間屬性數據一體化管理，對屬性字段進行分析、統計、查詢，實現對該區各項面積統計、道路長度的自動計算，極大地放便了總體規劃工作的數據統計工作；dem的分析功能，可以分析出自然保護區的地形，為功能區劃分提供依據。

4.2 方法及步驟

4.2.1 數據轉換

將矢量數據全部轉換為SHP格式。利用ArcGIS中的ArcToolbox→轉換工具，實現數據的相互轉換。

4.2.2 投影及坐標轉換

為了統一坐標系統，根據成果要求，將矢量數據全部轉換成西安80坐標系統。利用ArcToolbox →數據管理工具→投影和變換→定義投影、要素→投影，實現投影及坐標的相互轉換，是下一步圖形區劃及屬性處理工作的前提。

4.2.3 建立自然保護區小班矢量數據庫區劃

外圍界線及功能分區的區劃：建立外圍界線面圖層，加載失量地形圖、遙感影像圖，根據自然保護區批復的界線范圍和總面積，進行區劃并計算投影面積，形成精準的外圍界線；在外圍面圖層的基礎做功能區劃，根據自然保護區功能區劃的技術要求，利用遙感影像圖區劃自然保護區功能分區。

圖形編輯處理：首先要提取功能區劃范圍內的小班矢量數據庫，具體方法是用功能區劃圖與最新林地變更小班矢量數據庫進行切割，建立圖形拓撲關系，經過拓撲查錯，修改重疊坐標、懸掛弧段、點重疊、面重疊、線重疊、節點不封閉等嚴重影響拓撲關系的建立的錯誤，建立先完善屬性數據庫：根據自然保護區總體規劃的技術要求，建立相關字段并賦予屬性，加載二類調查失量小班數據庫獲取并糾正一些相關屬性，再進行數據查詢分析、修改完善邏輯檢查，最后進行小班面積計算及平差處理。

4.2.4 拐點坐標提取

根據結點生成外圍拐點坐標、功能區拐點坐標，建立拐點坐標數據庫，對拐點進行編號并計算坐標值。為現地實施標樁立界和標示牌提供依據。

5 成果

5.1 各類數據統計

各類數據統計表包括：自然保護區土地資源及利用現狀統計表、自然保護區功能區劃表、自然保護區邊界及功能區拐點坐標表等。

5.2 成果專題圖輸出

成果圖包括：保護區地形圖、保護區遙感影像圖、土地利用現狀圖、植被類型分布圖、野生保護植物分布圖、珍稀保護動物分布圖、功能區劃圖、總體規劃布局圖、旅游規劃圖、功能區劃及拐點位置圖。如圖1、圖2、圖3所示

圖1 麥草溝省級自然保護區外圍界線圖

圖2 麥草溝省級自然保護區遙感影像功能區劃圖

圖3 麥草溝省級自然保護區邊界及功能區拐點坐標

6 結論

通過應用以上方法，提高了麥草溝省級自然保護區總體規劃編制的科技含量及質量，達到了總體規劃的數據精度，放便了總體規劃的數據統計及成果圖輸出工作，為項目的實施提供可行依據。該方法對今后編制國家和省級森林公園、自然保護區等一些總體規劃、實施方案具有指導意義。