基于ArcGIS的林地面积精确分割方法研究

普绍林

(十街乡林业工作站，云南 易门 651100)

在林业工作中，经常会遇到用ArcGIS将几户共同购买的一块(宗)林地按垂直方向或水平方向等分为面积相等的几块(宗)林地，或者国家级公益林动态管理补进地块需要某一规定面积。一般用裁剪面工具、计算几何、合并的方法等分、分割林地，用编辑折点工具、计算几何精确调整林地面积，但林地面积等分、分割不准确，或者不能将林地准确调整为某一规定面积。本文以ArcGIS 10.2.2浮动版为平台，以云南省易门县2块林地(同一图层，Shapefile格式，CGCS2000_GK_CM_105E投影坐标系，以下简称为待分割图层)为数据，用要素转线工具将面层转为线层，用删除相同的工具修改拓扑中线层错误，在宗地结构中用宗地编辑器分割宗地，从宗地结构中导出图层，将图层和从宗地结构中导出的图层加载到ArcMap内容列表中，在ArcMap内容列中用裁剪面工具捕捉导出图层的端点、折点分割图层，将一块林地水平(180°)等分成面积相等的三等分，另一块林地精确分割成2 000 m2为例，探讨林业工作中林地面积精确分割的实用方法。

1 宗地结构的概念

宗地结构是用于宗地存贮、维护和编辑的数据集，其在要素数据集下创建，并从要素数据集中继承其参考空间。宗地结构以图层组的形式添加到ArcMap。图层组在ArcMap内容列表中的组织形式为单个图层下的一组相关图层。构成宗地结构的内部要素类被表示为宗地结构图层组下的子图层。宗地结构图层组由控制点、线点、点、线、宗地一组子图层构成。

2 林地面积精确分割原理

数据迁移到宗地结构需要同时具备面层和线层(点层为可选)，用要素转线工具将面层转换为线层。在目录窗口下创建地理数据库，在地理数据库中创建要素数据集，要素数据集的坐标系与需要导入要素数据集的要素一致。将面层要素和线层要素导入要素数据集。在要素数据集中创建拓扑，创建拓扑必须遵守必须(线要素)被其它要素(面要素)的边界覆盖、线要素不能自重叠、线要素不能自相交、线要素不能相交或内部接触、线要素必须为单一部分、边界(面要素)必须被其它要素(线要素)覆盖6个规则。

在目录窗口中右键单击拓扑，选择验证，选择属性，错误，生成汇总信息。查看错误情况，一般是线层错误。若错误较少，在编辑状态下，用自定义，拓扑，错误检查器，去掉异常，仅搜索可见范围选项，右键单击错误规则，选择缩放至，查看错误位置，选择剪除，修改拓扑错误，再保存编辑。若线层错误较多，可用删除相同的工具，输入数据集，选择拓扑中的线层，勾选Shape修改拓扑错误。修改拓扑错误后必须再拓扑验证。在目录窗口要素数据集中创建宗地结构，宗地结构的坐标系从要素数据集继承，可在宗地结构图层中创建与迁入图层相同的字段(字段较多时费时费力)，以后图层属性可迁移到宗地结构。用加载拓扑至宗地结构工具，将拓扑中的线层加载至宗地结构中。将宗地结构添加到ArcMap内容列表，在宗地结构中用宗地编辑器分割宗地。

宗地分割的方式有3种，以相等宽度，按比例面积，成为相等面积。创建剩余地块宗地选项一般不选择。自定义，宗地编辑器，打开宗地编辑器，在编辑状态下，用宗地编辑器的选择宗地要素工具，右键单击宗地线(图斑线)。宗地线(图斑线)作为分割线分割宗地，分割线的方位角是将用于分割宗地线的方位角，一般不按垂直方向(90°)或水平方向(180°)分割宗地，若要在宗地结构中按垂直方向或水平方向分割宗地，可输入分割线的方位角，按垂直方向分割时输入方位角180-0-0，按水平方向分割时输入方位角90-0-0，生成的分割线未与源宗地相交时分割失败。选择，宗地分割，分割此宗地，选择，按比例面积，输入部件数；分割线方位角可保持默认(也可以修改)，确定，将宗地等分成输入部件数；选择，宗地分割，选择，成为相等面积，输入部件数，分割线方位角可保持默认(也可以修改)，输入各部件面积值，确定，将宗地分割成各部件面积输入值。在内容列表中，右键单击宗地结构中面层Parcels，选择导出数据。将图层和导出图层加载到内容列表中，将图层用裁剪面工具捕捉导出图层端点、折点分割图层，再计算几何，实现林地面积精确分割。

3 林地面积精确分割具体步骤

3.1 面层转线层

用要素转线工具将待分割图层(面层)转为线层。

3.2 创建地理数据库

在目录结构窗口中新建文件(个人)地理数据库。

3.3 创建要素数据集

右键单击地理数据库，选择，新建，要素数据集，输入要素数据集名称、待分割图层要素数据集，坐标系选择为与待分割图层一致。

3.4 将要素导入要素数据集

右键单击待分割图层要素数据集，选择，导入，导入要素类(单个)，分别将待分割图层面层、待分割图层线层导入待分割图层要素数据集。

3.5 创建拓扑

右键单击待分割图层要素数据集，选择，新建，拓扑，待分割图层要素数据集拓扑，下一步，选择要参与到拓扑中的素类，添加林地面积精确分割原理所述6个拓扑规则。

3.6 修改拓扑错误

在目录结构窗口中右键单击待分割图层要素数据集拓扑，选择，验证，选择，属性，错误，生成汇总信息，查看错误数量。在编辑状态下，自定义，拓扑，错误检查器，去掉异常，仅搜索可见范围，立即搜索，右键单击错误规则，选择剪除，修改拓扑错误。一般是线层错误。线层错误较多时，可用删除相同的工具，输入数据集，选择拓扑中的线层，勾选Shape修改错误。修改错误后，必须再拓扑验证。

3.7 创建宗地结构

右键单击待分割图层要素数据集，选择，新建宗地结构，输入新建宗地结构名称、待分割图层宗地结构，下一步， 完成。

3.8 加载拓扑至宗地结构

单击ArcToolbox，宗地结构工具，数据迁移，双击加载拓扑至宗地结构，目标宗地结构选择为待分割图层宗地结构，输入(拓扑)要素类选择为拓扑中待分割图层线层，其余保持默认，确定。将拓扑中的要素迁移到宗地结构中界面见图1所示。

图1 将拓扑中的要素迁移到宗地结构中界面Fig.1 Migrating the elements in the topology to the interface in the parcel structure

3.9 在宗地结构中分割宗地

将已移入数据的待分割图层宗地结构加载到ArcMap内容列表中。开始编辑，自定义，宗地编辑器，用选择宗地要素工具右键单击宗地线，选择，宗地分割，分割此宗地，选择按比例面积，部件数输入3，分割线方位角输入90-0-0，确定，将一块宗地水平分割成三等分，原宗地总面积为2 991.251 327 m2。选择，宗地分割，分割此宗地，选择成为相等面积，部件数输入1，分割线方位角保持默认，各部件面积为，输入2 000.000 0 m2，确定，将另一块宗地分割成2 000.000 776 m2，原宗地总面积为2 049.970 526 m2(图2～图4)。

图2 宗地水平三等分界面Fig.2 Horizontal trisection interface of land parcel

图3 宗地分割成某一面积界面Fig.3 Interface of parcel dividing a certain area

图4 宗地结构中已分割好的面层属性表示例Fig.4 Divided surface properties sheet in the parcel structure

3.10 导出宗地结构中的图层

在内容列表中右键单击Parcels，选择，数据，导出数据。

3.11 分割图层

将待分割图层面层与从宗地结构中导出的分割好的图层加载到ArcMap内容列表中。待分割图层在编辑状态下，用裁剪面工具捕捉从宗地结构中导出的分割好的图层的端点、折点，分割待分割图层，再计算几何，实现林地面积精确分割。

4 总结

1)在宗地结构中用宗地编辑器分割宗地，宗地线作为分割线分割宗地，一般不按垂直方向或水平方向分割宗地，若要在宗地结构中按垂直方向或水平方向分割宗地，可在宗地分割时输入分割线方位角(按垂直方向分割时输入方位角180-0-0，按水平方向分割时输入方位角90-0-0)。

2)在宗地结构中用宗地编辑器将宗地分割成某一面积，可在宗地分割时选择成为相等面积，输入部件数1，各部件面积输入某一面积。

3)在宗地结构中用宗地编辑器分割宗地，再导出图层，在ArcMap内容列表中将图层用裁剪面工具捕捉导出图层的端点、折点分割图层，已分割好的图层的面积属性等符合林地面积精确分割要求。该方法在林业工作中是一种实用的方法。