FME和ArcGIS相结合在云南省历年耕地数据处理中的应用*

李凤英，王宇新，吴冀湘，李 燕，丁国华

(1.云南黄金矿业集团股份有限公司，云南 昆明 650299；2.云南省国土资源规划设计研究院，云南 昆明 650200；3.昆明市土地开发整理中心，云南 昆明 650228)

0 引言

为了保证第三次全国国土调查(以下简称“三调”)成果的真实性和准确性，按照三调国家技术标准的要求，建立调查成果的县、市级自检、省级检查、国家级核查三级检查制度。为保证成果质量，三调采用分阶段成果检查制度，即每一阶段成果需经过检查合格后方可转入下一阶段，避免将错误带入下一阶段工作[1-6]。为加强三调过程中数据的核查质量，尤其是耕地变化的核查，云南省需要将2009-2018年变更调查数据中每年的耕地数据提出来并处理形成历年耕地数据，供省级核查组和调查单位使用。

1 FME、ArcGIS简介

1.1 FME简介

FME(Feature Manipulate Engine，简称FME)是加拿大Safe Software公司针对空间数据转换推出的处理系统，其基于Open GIS组织提出的新的数据转换理念——“语义转换”，能够实现超过200种空间和非空间数据格式的转换。FME软件以数据转换为基础，通过功能强大的转换器库实现对GIS数据的处理。用户在可视化的工作空间内，按照实际需求对转换器进行“组装”，以此来实现对GIS数据的特定化处理[1]。本文主要介绍利用FME 2017版本的数据筛选、属性字段管理、投影变换、按属性输出数据等功能来处理历年耕地数据的应用。

1.2 ArcGIS简介

ArcGIS是ESRI在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其他多方面的计算机主流技术之后，成功地推出了代表GIS最高技术水平的全系列 GIS 产品。ArcGIS是一个全面的、可伸缩的 GIS 平台，为用户构建一个完善的 GIS 系统提供完整的解决方案[2-3]。本文主要介绍利用ArcGIS 10.7版本的联合与标识功能来处理历年耕地数据的应用。

2 作业方法

2.1 资料收集

资料收集如下：

1)各县(市、区)2009-2018各年度的土地利用现状变更调查数据库，*.mdb格式；

2)全省及各县(市、区)2009-2018年各年度的土地利用现状变更调查面积汇总统计表，*.xls格式。

2.2 资料分析

三调采用2000国家大地坐标系，2009至2018各年度的土地利用现状变更调查数据坐标系为1980西安坐标系。由于数据的年份多且数据量大，如果要将历年的变更调查数据全部转为2000国家大地坐标系数据的话，需要较长的时间。且当时省级核查组要求要在一周内提供历年耕地数据，为节省时间，在数据进行坐标系统转换前，仅将每个县每一年的耕地数据提取出来，以节省转换数据的时间。所以整个工作中耕地数据的提取、坐标转换及数据联合处理是历年耕地数据处理工作的关键。

2.3 作业过程

根据收集的2009-2018年变更调查数据及各年度土地利用现状变更调查面积汇总统计表，以FME 2017、ArcGIS 10.7为数据处理的基础平台，设计了云南省历年新增耕地数据处理流程，如图1所示。

图1 历年耕地数据处理流程图Fig.1 Flow of cultivated land data processing for past years

2.3.1资料收集与分析

对收集的2009-2018年历年的变更调查数据库及年度土地利用现状变更调查面积汇总表进行检查，查看数据是否有缺失、地类图斑层能否正常打开，坐标系信息是否正确。同时将每个年份检查后没有问题的129个县(市、区)年度变更调查*.mdb数据库拷贝至对应年份目录中存放，以方便后期进行数据处理。

2.3.2耕地数据提取及处理

利用FME软件按年度将全省129个县(市、区)的地类图斑数据从mdb数据库中读入后，将地类编码为011、012、013的耕地图斑从地类图斑层中提出。FME读取全省数据时会将数据统一合并至33带，为方便后期数据处理，需将提取的耕地数据全部投影至地理坐标系。下面以2009年全省的耕地数据处理为例介绍提取及处理过程，其余年份的数据处理过程与2009年相同。

1)耕地提取。将全省129个县(市、区)数据读入后通过Tester转换器将地类图斑层中地类编码为011、012、013的耕地图斑从层中筛选出来[1]。处理流程及参数设置如图2所示。

图2 筛选耕地图斑Fig.2 Screening cultivated land map spots

2)属性字段处理。利用AttributeManager转换器根据坐落单位代码，新建“XDM”字段，并截取“ZLDWDM”字段左边前6位字符作为 “XDM”字段的属性值，同时新建数据年份，字段命名为“SJNF”并赋值“2009”，新建“MC”字段，其属性值按“县级码＿GD＿数据年份”赋值[1]，处理流程及参数设置如图3所示。

图3 属性字段处理Fig.3 Property field processing

3)数据投影。利用FME读取全省数据时会将数据统一为Xian 1980 / 3-degree Gauss-Kruger zone 33 [EPSG #2357]，为方便后期数据的处理，将数据全部投影至Xian 1980 based Geographic Coordinates [EPSG #4610][1]，处理流程及参数设置如图4所示。

图4 数据投影Fig.4 Data projection

4)数据输出。将经过投影的数据文件按县输出并按“县级码＿GD＿数据年份”命名文件，同时数据的属性字段只保留BSM、DLBM、DLMC、QSDMDM、QSDMMC、ZLDWDM、ZLDWMC、SJNF、TBMJ九个字段[1]，整个数据处理流程及数据输出设置如图5所示。

图5 数据输出Fig.5 Data output

2.3.3历年耕地数据坐标系统转换

将按前文处理流程形成的129个县(市、区)分县耕地数据采用自然资源部下发的“云南省2000国家大地坐标系坐标转换软件”将其坐标系由1980西安坐标系转为2000国家大地坐标系。至此，全省129个县(市、区)2009年耕地数据提取完成。其余年份的数据按上述流程处理即可得到当年的耕地数据。

2.3.4将10年耕地数据联合为一个数据文件

将上述步骤处理形成的2009-2018年历年耕地数据以县(市、区)为单位，每个县的数据拷贝至同一文件目录下，并在ArcGIS软件中采用“地理处理”功能下的“联合”功能将每个县10年的耕地数据联合为一个数据文件，并按“县级代码”&“LNGD”命名。联合数据时，需注意数据按年份依次排列。

2.3.5将历年耕地数据统一至三调行政界线范围

由于三调对一些发生变化的县级调查界线进行了调整，所以三调的县级调查界线范围与二调的不完全一致。省级核查组核查耕地变化时需要将每个县(市、区)历年耕地数据的范围统一至三调县级调查界线范围，才可以开展核查。

将历年耕地数据统一至三调行政界线思路如下：将前面处理好的全省历年耕地总数据按三调的县级调查界线范围进行标识处理，然后分县导出，即形成按三调行政界线范围的历年耕地成果。

具体数据处理：需要将全省的历年耕地数据合并成一个gdb文件，即耕地总数据文件。将129个县(市、区)的调查界线合并为一个shp文件并将其投影至地理坐标系，属性字段只需保留“XZQDM”“XZQMC”两个字段。在ArcGIS中采用“标识”功能将每个县(市、区)历年耕地数据按三调的县级调查界线分割，并将调查界线shp文件的 “XZQDM”“XZQMC”字段的属性值赋给历年耕地总数据文件。然后，按字段“XZQDM”的属性值导出各县(市、区)数据，就形成按三调行政界线的全省129个县(市、区)的历年耕地数据成果。

2.3.6质量控制

本项目质量控制的核心在于确保数据成果的准确性。

在项目工作开展过程中，除联合和标识两种处理功能会暂时改变耕地图形数据外，其余的处理过程只是对耕地数据的属性结构进行增加或修改，总体上不会改变全省耕地数据的图形及总面积。所以每个年份的耕地数据处理时，可以将129个县(市、区)的耕地数据合并成一个全省的总数据文件，并对TBDLMJ字段求和，看其值是否与对应年份的土地利用现状变更调查省级汇总表上的耕地总面积值一致，如不一致则需进行进一步检查和处理，确保完全一致，最终保证历年耕地数据成果的准确性。

2.3.7形成的成果资料

全部基础数据处理工作完成后，需要编写工作报告，并对成果进行归类整理，最终形成以下成果资料：

1)按年份以县(市、区)为单位的耕地数据(shp格式)；

2)以县(市、区)为单位的历年耕地数据(shp格式)；

3)以县(市、区)为单位的历年耕地面积汇总统计表(xls格式)；

4)项目工作报告(doc格式)。

3 结束语

本文介绍了利用FME与ArcGIS相结合来处理云南省2009-2018年历年耕地数据的操作过程，将繁琐的数据处理步骤转化为简单的流程化处理过程，发挥FME海量数据处理能力与ArcGIS强大的空间数据处理能力，不仅提高了数据处理的效率，还节省了大量的人力和物力，有效保障了省级核查工作的顺利开展，可为同类工作提供参考。