ArcGIS自定义工具箱在...确权登记数据库建设中的应用_柯艳丽.pdf

2023 年 2 月第 1 期城市勘测Urban Geotechnical Investigation SurveyingFeb2023No1引文格式:柯艳丽，黄执堃，李国彪等 ArcGIS 自定义工具箱在自然资源确权登记数据库建设中的应用 J 城市勘测，2023(1):6669文章编号:16728262(2023)016604中图分类号:P208文献标识码:BArcGIS 自定义工具箱在自然资源确权登记数据库建设中的应用柯艳丽*，黄执堃，李国彪，叶才*收稿日期:20221019作者简介:柯艳丽(1983)，女，工程师，主要从事自然资源信息化相关的数据库建设等工作。Email:1187765865 qqcom(武汉瑞得信息科技有限责任公司，湖北 武汉430070)摘要:在自然资源部的总体部署下，自然资源确权工作正在陆续开展。在自然资源确权登记数据库建设过程中，存在大量机械性重复劳动。为了优化建库效率，笔者通过研究嵌入 Python 脚本的 ArcGIS 自定义工具箱，编写了一系列自定义工具，通过这些工具的自动化运行减轻了建库人员的作业强度，提高了建库效率，预计在单个登记单元建库环节可以节约 5 小时左右的作业时间，可加快自然资源确权工作整体进程。并且这些自定义工具在今后其他建库项目中也可以提供应用支撑。关键词:自然资源确权登记;数据库建设;ArcGIS 自定义工具箱1引言目前全国各地的自然资源确权登记工作正在如火如荼地进展中，据笔者观察，使用专业的数据库建设软件进行数据建库的情况很少出现，一般情况下，建库人员仅仅使用 ArcGIS 等通用数据处理软件即可完成自然资源确权登记的数据库建设工作，但是针对某些重复性的工作，仅仅使用 ArcGIS 本身的功能还是不够的，还需要使用自定义工具箱这种方式，才能最大化地提升工作效率。2自然资源确权登记数据库建设2.1地籍调查数据库经调查确定的自然资源的自然信息和权属信息需整理入库，形成数据库成果形式，基于地理信息平台软件，利用调查成果，开展数据库建设2。在自然资源确权登记数据库建设前，数据库与登记系统的设计需要考虑与不动产登记系统的衔接与融合，自然资源确权登记操作指南(试行)要求，在开展工作时，应保证自然资源确权登记信息与现有不动产登记信息的有效衔接和融合3。自然资源确权登记数据库一般分为地籍调查数据库与登记发证数据库，登记发证数据库由基于不动产登记系统升级的自然资源登记系统管理并生成相关登记流程数据。地籍调查数据库是登记发证数据库的基础，目前一般使用的数据库形式为文件数据库，其中空间数据使用 ArcGIS 的文件数据库(GDB 格式)存放，属性数据(地籍调查表等填写信息)使用微软的 Ac-cess 文件数据库(MDB 格式)存放。2.2数据库建设经验笔者通过实操，总结的数据库建设经验如下:(1)图形处理软件使用 ArcGIS10.2 版本，使用 Arc-GIS 的数据导入功能将外部 shp 数据导入到数据库中;(2)属性录入软件使用的是微软的 Access 2013版本;(3)所有空间图形数据在入库前，需要经过拓扑检查，确保没有缝隙、重叠、线自相交、尖锐角等问题;(4)将面状的登记单元转换成线状，然后叠加界址点数据，在界址点处打断登记单元范围线，录入相应的属性信息，形成界址线空间数据。(5)从三调地类图斑数据中，提取自然资源数据，再使用登记单元数据裁剪掉登记单元范围外的数据，只保留范围内的数据，形成水资源、森林资源、草原资源、湿地资源、荒地资源斑块图层。提取的方法为:A河流水面(1101)、湖泊水面(1102)、水库水面(1103)、冰川及永久积雪(1110)提取为水资源斑块数据;B乔木林地(0301)、竹林地(0302)、灌木林地(0305)、其他林地(0307)提取为森林资源斑块数据;C天然牧草地(0401)、人工牧草地(0403)、其他草地(0404)提取为草原资源斑块数据;D红树林地(0303)、森林沼泽(0304)、灌丛沼泽(0306)、沼泽草地(0402)、盐田(0603)、内陆滩涂(1106)、沼泽地(1108)提取为湿地资源斑块数据;第 1 期柯艳丽，黄执堃，李国彪等.ArcGIS 自定义工具箱在自然资源确权登记数据库建设中的应用E沙 地(1205)、裸 土 地(1206)、裸 岩 石 砾 地(1207)提取为荒地资源斑块数据。(6)自然资源斑块图层的属性信息从自然资源专项调查数据中获取，获取方法为空间叠加分析。(7)将国有建设用地、宅基地、集体建设用地、林权登记等面状数据转为点状数据，形成不动产等信息关联点图层，一般转为面状中心点。(8)取水权、排污权数据可能只有属性数据或者文字描述性信息，需要根据属性数据或文字描述性信息以及其他资料，在遥感影像图上获取大概的点坐标，形成不动产等信息关联点图层数据。(9)MDB 属性数据库中大部分内容都是地籍调查表中的信息，在地籍调查表填写完毕后，可逐一对照录入到 MDB 数据库中。3ArcGIS 自定义工具箱在自然资源登记数据库建设中的应用3.1ArcGIS 工具箱简介ArcGIS 工具箱，英文名称为 ToolBox，由于在 Arc-GIS 界面中的图标为红色的小工具箱，一般俗称“红箱子”或“红盒子”，里面包含了大量由 ESI(ArcGIS 软件的开发商)创建的、作为 ArcGIS 典型应用的工具集，称为系统工具箱4，对于空间数据处理来说，非常便利。即便如此，系统工具箱里面的功能点也不能满足所有的空间数据处理的需求，因此 ArcGIS 还支持自定义的工具箱。与系统工具箱比较而言，用户创建的所有工具箱称为自定义工具箱，用户创建的脚本和模型工具必须存储在自定义工具箱中。ArcGIS 自定义工具箱一般分为 Python 脚本、模型构建、空间 ETL 工具。本文主要介绍 Python 脚本的自定义工具箱。3.2自定义工具箱的实现方式ArcGIS 支持将 Python 脚本导入 ToolBox 中，在可视化窗体界面下执行，方便用户操作5。打开 ArcMap，在任意一个路径下面新建一个 Tool-Box，新建完成后，可以自定义命名，然后在新建的ToolBox 下面添加一个脚本(Script)，如图 1 所示。然后可以对脚本进行自定义命名，接着导入 Py-thon 脚本，一般为 py 格式，如图 2 所示。接着最重要的就是对脚本的参数进行设置，例如源图层、目标图层或者输出路径等，不同的功能点有不同的参数设置。如图 3 所示:图 1新建脚本图 2添加 Python 脚本文件图 3脚本参数设置上述设置完毕后，就可以像使用 ArcGIS 自带的工具箱一样，使用自定义的工具箱了，如图 4 所示，为笔者编写的其中一个自定义工具箱的使用界面:图 4编写好的一个自定义工具箱76城市勘测2023 年 2 月3.3ArcGIS 自定义工具箱辅助建库笔者经过多次实际建库操作，总结并编写了如下七种自定义工具箱，用于辅助自然资源确权数据库建设:(1)界址点的点号空间赋值到界址线的起、止点号字段。该功能主要用于界址线的排序，保持与界址点的排序顺序一致，便于查询、检索。(2)国有区、集体区图层的自然资源面积填写。该功能主要用于批量填写国有区与集体区图层中的各类自然资源面积字段的填写，数据来源为三调地类图斑。(3)集体土地所有权图层的各类面积填写(例如农用地面积、建设用地面积等)。该功能主要用于批量填写集体土地所有权图层的各类面积字段，数据来源为三调地类图斑。(4)各斑块图层(例如水资源斑块、森林资源斑块等)的国有、集体面积填写。该功能主要用于批量填写各斑块图层的国有、集体面积字段，数据来源为三调地类图斑。(5)空间数据赋值。该功能主要用于将“森林一张图”的部分属性信息(例如林种、优势树种等)批量拷贝到森林资源斑块图层上。(6)标识码的统一赋值。在空间数据整理完成后，统一对空间各图层的标识码字段进行批量赋值，赋值原则为整库唯一，每个图层的标识码均不相同。(7)数据库中的一些常量批量赋值。主要针对例如要素代码、登记单元号、描述说明等一些需要填固定值的字段进行批量赋值。3.4自定义工具箱的底层算法ArcGIS 自定义工具箱的实现方式就是通过可视化窗体获取关键参数(例如源数据的路径、输出数据的路径等)，然后通过 Python 脚本实现某个功能点。下面以集体土地所有权图层的各类面积填写这个功能点为例进行说明。(1)导入 Arcpy 模块(ArcGIS 自带的模块，包括很多空间分析功能);(2)导入 Pypyodbc 模块(Python 的第三方模块，包括访问、编辑 MDB 数据库的很多功能);(3)将集体土地所有权图层与地类图斑图层从GDB 数据库中拷贝到临时的 MDB 数据库中;(4)将集体土地所有权图层与地类图斑图层做空间叠加分析(Intersect_analysis);(5)对空间叠加分析后的结果图层计算椭球面积;(6)按照一定的规则对结果图层进行 SQL 查询获取各类面积，例如耕地面积对应地类 0101(水田)、0102(水浇地)、0103(旱地)三者面积之和，用 SQL 语句访问 MDB 数据库，获取三个地类的面积之和，填写到集体土地所有权图层的若干个宗地的耕地面积字段中。SQL 语句为 select ywh，round(sum(mianji)，2)asmj into TJ_GD from inter where mid(dlbm，1，4)in(0101，0102，0103)group by ywh。(7)将没有获取到数值的面积型字段批量赋值为0。集体土地所有权图层的各类面积填写功能点的源代码如图 5 所示:图 5集体土地所有权图层的各类面积填写功能点的源代码86第 1 期柯艳丽，黄执堃，李国彪等.ArcGIS 自定义工具箱在自然资源确权登记数据库建设中的应用3.5ArcGlS 自定义工具箱的应用自定义工具箱与 ArcGIS 本身自带的工具箱一样的方式方便使用，且易于分享发布，仅需将 tbx 格式的工具箱文件发送给另一台电脑，而另一台(或多台)电脑安装有相同版本或更高版本的 ArcGIS，即可使用自定义工具箱的功能。以集体土地所有权图层的各类面积填写功能说明应用效果，如果没有该自定义工具箱的功能，则为了实现该点的建库工作要求，需要完成下列工作步骤:(1)用 ArcMap 加载集体土地所有权图层与地类图斑图层;(2)使用 ArcMap 中的空间分析功能(Intersect_a-nalysis)，获取两个图层叠加分析的结果图层;(3)在 ArcMap 中对结果图层计算椭球面积;(4)将结果图层导入到临时的 MDB 数据库中;(5)编写 6 套 SQL 语句逐一运行，分别获取集体土地所有权各个宗地的耕地、林地、草地、其他农用地、建设用地、未利用地的面积;(6)将分别获取的集体土地所有权各个宗地的各类面积赋值到集体土地所有权宗地的对应字段上。如果使用自定义工具箱，则可以一键实现上述 6个步骤，直接获得最后的成果图层，大大提升了数据建库的工作效率，按照工作经验估算，建设一个自然资源登记单元的数据库，如果使用自定义工具箱，至少比原始的建库工作办法节省 5 个小时以上的时间。本次自定义工具箱的最大特点就是易于分享，最大的应用效果在于工作效率的大幅提升。4结语基于 ArcGIS 的自定义工具箱，不仅可以辅助自然资源确权登记的数据库建设，经过少量的代码修改，还可以应用在年度全国国土变更调查的数据库建设、全民所有自然资源资产清查数据库建设等类似的数据库建设过程中，其应用前景广阔。参考文献 1 自然资源部、财政部、生态环境部、水利部、国家林业和草原局 关于印发 自然资源统一确权登记暂行办法(自然资发 2019 116 号)Z 2019711 2 姜囡 自然资源统一登记工作方法探究 J 辽宁自然资源，2020(2):5455 3 自然资源部办公厅 关于印发 自然资源确权登记操作指南(试行)(自然资办发 2020 9 号)Z 2020214 4 赞德伯根 面向 ArcGIS 的 Pyt