基于FME和ArcGIS的自然资源确权登记单元自动划分研究

基于FME和ArcGIS的自然资源确权登记
单元自动划分研究
摘要：本研究主要解决的问题是提供一种自动划分自然资源确权登记单元的方法，该方法综合利用多种数据源，通过FME转换器，自动划分自然资源确权登记单元，且自动化程度高，解决了划分登记单元使用的原始数据数学基础多样化问题、登记单元的提取顺序问题以及登记单元边界细化过程中非本登记单元地物干扰的问题，为大幅登记单元提取提供了一种新的解决方案。

关键词：FME ArcGIS 自然资源确权登记单元自动化
1引言
近年来，随着各类全国性国土资源调查及地籍调查的不断推进，图斑的划分成为测绘内业工作的重要组成部分[1,2]。

在以往的内业工作中，图斑划分多采用人工判别的方式，以地理信息软件结合多种基础图件来完成，该类方法具有准确度高、划分图斑形状合理、对于图斑划分的先后顺序和重要程度等的判定较为准确等优势的同时，也存在大范围数据获取成本大、工作量大、效率低等缺点，而国家层面的自然资源登记单元的划分等项目是在图斑划分的基础上进行的，上述缺点对此类项目的推进造成较大的阻碍[3-5]，遥感数据资源获取与社会化地理信息服务之间存在巨大的“鸿沟”，传统小数据的遥感计算模式在信息传递上存在瓶颈，数据大规模获取与信息提取应用之间仍存在系统性的流转困难，造成了“大数据—小知识”的困境[6]，限制了遥感服务开展的深度和广度。

在此背景下，张秀英等[7]将面向对象的分类技术应用到土地利用现状调查工作中，该方法能够自动完成95%以上的地类边界矢量化，分割对象的边界比手工矢量化更细致和准确，能够实现省时、省力、高精度和高效率的自动分类；刘常娟等[8]将基于高分辨率影像的面向对象分类技术应用到土地利用数据库建设过程中，既能够保证图斑边界的准确性，又能提高分类效率；刘伟东等[9]将面向对象
的分类方法应用到陕西省第二次土地调查的生产试验中，结果表明该方法具有较
高的分类精度，尤其在对有林地、水田等地类的识别，而且分类成果能够有效辅
助内、外业影像解译，提高影像调绘的效率。

郭琳等[10]为提高干早/半干旱地区
土地利用/覆盖分类的精度，以新疆石河子垦区为研究区，以MODIS的NDVI产品
作为实验数据，建立了面向对象的土地利用/覆盖分类流程。

在上述论文的启发下，本文以“三调”项目成果及自然资源各个部门的管理
范围线为数据源，提出了一种基于FME转换器的自动划分登记单元的方法，实现
了图斑的自动化提取，且自动化程度高，同时，对区域的各类自然资源划分的顺
序也做了比较好的排序，解决了划分登记单元使用的原始数据数学基础多样化问题、登记单元的提取顺序问题以及登记单元边界细化过程中非本登记单元地物干
扰的问题。

2实验原理
2.1技术路线
本文首先获取研究区域的范围及影像图，对影像图作拼接裁剪，完成影像的
预处理工作，从而获得原始数据；其次对原始数据进行坐标系转换，使得各种数
据处于同一坐标系下，方便后续处理；之后依据三调地类图斑对范围线进行调整，获取各类自然资源的预划范围线；接下来按顺序划定初始登记单元，并依据基本
农田，对初始登记单元进行后处理，得到登记单元成果图。

图1为通过FME自动
划分登记单元的具体流程图。

图1流程图
2.2数据的获取与预处理
1、数据的获取
本文方法所采用的数据源包含矢量数据和影像数据，主要来源为“三调”项
目成果、基本农田成果及自然资源各个部门的管理范围线（一般是管理范围线，
也可使用保护区界线），影像数据是利用ArcGIS软件对研究区域的影像图进行拼
接裁剪得到的。

数据源获取简单，方便。

在预处理过程中，需根据原始数据列出各类自然资源的范围线，并将原始数
据进统一转换至CGCS2000国家大地坐标系，采用3°分带，以便于后续处理。

2.3划定初始范围线
以“三调”图斑成果为基础，通过融合、分割、合并、分类、剪切等操作处理，分别获取5类自然资源（海域和无居民海岛、自然保护地、水流、湿地森林
草原、探明储量的矿产）的预划范围线。

本文以河流为例，对其具体过程进行阐述：
（1）提取“三调”DLTB图层里与河流湖泊相关图斑，如河流水面（1101），水库水面（1103），水工建筑用地（1109）等；
（2）以地类编码二级类图斑为基础，按《土地利用现状分类（GB/T 21010-2017）》的分类标准，对相关图斑进行融合、筛选处理；
（3）将步骤（2）的处理结果与河流中心线的缓冲区相叠加，利用缓冲区对
处理结果进行空间筛选；
（4）整体融合处理后的数据，并将其与原始资料里的河流湖泊管理范围线
相擦除，即可得到河流湖泊初始范围线；
获取河流、湖泊范围线的流程如图所示：
图2河流、湖泊预划范围线获取流程
2.4划定登记单元
基于初始范围线的划定成果，按顺序划分各个类别的登记单元。

如图3所示，根据《自然资源统一确权登记操作指南》，在FME中，确定登记单元的划分顺序为：①海域和无居民海岛登记单元；②自然保护地登记单元；③水流登记单元；
④湿地、森林、草原单项国有自然资源登记单元；⑤探明储量的矿产资源登记单元。

登记单元划定的具体步骤如下所示：
图3登记单元划定顺序
（1）划定登记单元的底图为行政区图；
（2）将划分顺序为①的自然资源初始范围线与底图叠加，取交集，之后将
其与基本农田图斑叠加，将登记单元范围内的基本农田调整至登记单元范围外，
即可得到划分顺序为①的自然资源的登记单元；
（3）保留底图中未取交集的部分，对底图进行更新，以（2）的方式依次对
划分顺序为②-⑤的自然资源进行操作，即可获取各类别自然资源的登记单元。

3实验结果与分析
本文以山东某区域为研究对象，对自动划分登记单元方法的可行性进行了验证。

研究范围内影像数据的分辨率为0.5米，大小为11570*9712个像素。

利用
本文所提到的方式进行试验，得到试验结果图：图4、图5。

其中，图4为河流
登记单元图（图4（a）为总图，图4（b）和图4（c）为细部图），从图4的细
部图（b）和（c）可以看出，登记单元线（白线）经过与地类图斑、基本农田的
套合后，部分河流、非河流区域被增加或擦除（白色虚线部分），登记单元线的
最终成果与实际影像图匹配更为合理；图5则从整体角度，对其余各类登记单元（示海域、自然保护地、森林和湿地）进行展示。

本文对各类登记单元划分结果
均进行人工目视核查，其结果表明，本文方法基本上完成了各类自然资源登记单
元的准确划分，仅有少量较为复杂的图斑，完全自动化的获取登记单元具有一定
难度，精度较差，需要后期人工判别，对于这部分，方便了作业，也都单独划出。

综上，实验结果表明，本文提出的自动划分登记单元的方法切实可行，可应
用到各类自然资源登记单元的划分过程中，具有较高的普适性。

图4河流登记单元成果图
（a ）海域登记单元成果图 （b ）自然保护地登记单元图
（c）森林登记单元图（d）湿地登记单元图
图5登记单元结果图
4结语
本文中提出了一种利用FME转换器自动划分自然资源确权登记单元的方法，并以山东某地区为研究区域，对该方法的有效性进行验证。

实验结果表明，该方法可以自动分级划分的方式实现大面积自然资源确权划分登记单元提取，有效减少计算量，为大幅登记单元提取提供了一种新的解决方案，在获取的划分单元图斑与实际影像图更为符合的同时，还保证了较高的自动化程度。

本文所利用的数据源为全国“三调”项目成果与自然资源各个部门的管理线范围，数据源获取简单、方便，实用性较高。

参考文献：
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[8]刘常娟,杨敏华,张秀英.面向对象的分类方法在土地利用数据库建设中的
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[9]刘伟东,徐健,张海霞.面向对象分类方法在第二次土地调查中的应用研究[J]. 遥感信息, 2009, 2009(006):73-76.
[10]郭琳, 裴志远, 吴全,等. 面向对象的土地利用/覆盖遥感分类方法与流
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