欢迎访问中国土地估价师与土地登记代理人协会官方网站
您当前的位置: 首页 > 专栏 > 庆祝中估协成立30周年 > > 详情

纪念文章 | GIS软件在自然资源评估领域中的应用

来源: 日期:2024-08-29 10:40:18
新疆德旺房地产估价事务所(有限公司)
耿宝玉 王宝霞
 
  1、GIS软件概述
 
  1.1GIS软件的定义和发展历程
 
  地理信息系统(GIS)是对地理空间信息进行描述采集、处理、存储、管理、分析和应用的综合性地理信息科学理论体系。已广泛应用于测绘、资源管理、城乡规划、灾害监测交通运输、水利水电、环境保护、国防建设等各个领域,并深入涉及地理信息的社会生产、生活各个方面。
 
  1.2GIS软件在自然资源评估领域的应用现状
 
  (1)GIS软件在自然资源评估应用领域
 
  GIS软件在自然资源评估领域具有广泛的应用。自然资源评估是对某一区域内自然资源的种类、数量、质量、分布、变化趋势等进行全面分析和评价的过程。通过其强大的空间数据处理、分析和可视化能力,为自然资源评估提供了有效的技术支持。
 
  在自然资源评估实际应用中,GIS软件可以应用于多个方面,包括:
 
  土地资源评估:分析土地的利用类型、覆盖度、质量等,为土地规划、开发和保护提供决策支持。
 
  水资源评估:评估水资源的分布、储量、利用状况和污染情况,为水资源管理提供科学依据。
 
  矿产资源评估:分析矿产资源的分布、储量、开发潜力等,为矿产资源勘查和开发提供决策参考。
 
  生态系统评估:评估生态系统的类型、结构、功能和稳定性,为生态保护和管理提供科学指导。
 
  (2)GIS软件在自然资源评估中的应用方式
 
  数据采集与整合:可以采集多种来源的空间数据,如卫星遥感影像、地形地貌数据、野外调查数据等,并将这些数据进行整合,构建成一个完整的空间信息数据库。
 
  空间数据分析:可以对空间数据进行统计、查询、空间分析等,如叠加分析、近域分析、提取分析、统计分析等,来提取有价值的信息数据。
 
  例如在新疆维吾尔自治区铁门关市林地、草地分等定级和基准地价制定工作过程中,对于无法直接获取,如灌溉保证率、距水源地距离、交通通达度、对外交通便利度等数据,通过调查测算,借助GIS软件获取。
 
  数据可视化:GIS软件可以将自然资源评估的结果以地图、图表等形式直观地展示出来,便于决策者和研究人员理解和使用。
 
  模型构建与模拟:可构建自然资源评估的数学模型和模型库,用于预测自然资源的未来变化趋势。
 
  (3)GIS 软件在自然资源评估的发展前景
 
  GIS软件在自然资源评估领域有广阔的发展前景。随着科技的进步和人工智能技术的融入,将具备更高的性能和更强大的功能。
 
  2、数据管理
 
  2.1 数据采集
 
  数据采集是获取GIS数据的主要手段,在实际工作中,往往没有合适的数据,可借助图像或者影像数据来进行数字化。在ArcGIS中可以进行手动数字化和自动数字化处理。
 
  手动数字化是在计算机上根据遥感影像,全手动来绘制点要素、线要素和面要素。
 
  自动数字化是进入ArcMap工作环境,新建地图文档,加载基础数据和创建的线、面数据。
 
  在新疆铁门关市林地、草地分等定级和基准地价制定工作过程中,主要运用自动数字化进行,将“****年度国土变更调查数据库”导入ArcGIS进行后续操作。
 
  2.2 数据建库和管理
 
  2.2.1 数据建库:
 
  在创建新的地理数据库之前,应先明确数据库建库标准。参考国家、省部和地方标准。且需考虑以下内容:
 
  (1)分层存储空间数据。
 
  (2)每个图层有哪些基本属性(字段)。
 
  (3)图层属性字段的约束限制条件(必填、可填、字段类型、长度、值域范围)。
 
  一个数据库可以有多个要素类,数据集下可以存放一个或多个要素类,要素数据集下则无法再放要素数据集。地理数据库下存放多个数据(要素类)的空间参考(含坐标系、投影方式、XY容差)必须一致。不一致时无法通过“园林草分等定级数据库质量检查软件、园林草定级和基准地价数据库质量检查软件”的质检。
 
  2.2.2 数据存储和管理
 
  在ArcGIS中,数据存储和管理要确保地理数据库的存储路径正确,并且有足够的存储空间。进行数据查询和编辑需先打开ArcGIS,加载已创建的地理数据库。数据共享和发布时可设置数据的访问权限及访问方式。
 
  在ArcGIS中,进行数据安全管理时,可设置数据访问权限,确保数据的安全性。为确保数据的安全性,操作计算机应物理隔绝互联网。
 
  在数据监控和维护时,先打开ArcGIS,加载已创建的地理数据库,使用ArcGIS的数据监控工具和维护工具,对数据进行监控和维护。
 
  2.3 数据编辑和处理
 
  2.3.1 ArcGIS数据编辑
 
  (1)在ArcGIS中,可以修改要素内容,包括其几何形状、属性和空间参考。
 
  (2)可以在ArcGIS中添加新的要素、图层和地图。
 
  (3)在ArcGIS中,可以使用表达式计算器来计算要素的属性值。编写自定义表达式,使用各种数学、统计和地理运算符,及访问要素的几何和属性信息。
 
  (4)可在ArcGIS中修改注记,包括位置、大小、颜色和字体等。
 
  (5)也可以为要素图层中的要素编号。
 
  2.3.2 ArcGIS数据处理
 
  (1)可在ArcGIS中进行数据空间校正,包括旋转、缩放和平移等。
 
  (2)在ArcGIS中,可以将数据从一种投影坐标系统转换到另一种坐标系统。投影转换可以用于将数据从一个地理区域转换到另一个地理区域,以适应不同的地图制作和分析需求。
 
  (3)数据裁剪、拼接、提取
 
  可以在ArcGIS中进行数据的裁剪、拼接和提取操作。
 
  数据裁切可以获取真正需要的数据作为操作使用区域,减少不必要参与运算的数据。数据拼接可以将多个要素或栅格数据合并为一个整体。若空间数据是分幅存储的,需对相邻的数据进行拼接。前提是矢量数据经过了严格的接边,利用空间校正工具可完成数据接边处理。数据提取是从已有数据中,根据属性表内容选择符合条件的数据,构成新的数据层。
 
  3、空间数据的拓扑处理
 
  3.1 矢量数据的空间分析
 
  矢量数据的空间分析是GIS中非常关键的一部分,主要包括拓扑生成、拓扑检查、拓扑修复等。在ArcGIS中,空间分析主要通过ArcToolbox中的工具来进行。
 
  (1)拓扑生成
 
  在ArcGIS中,可以通过“Shapefile to Feature Class”工具将Shapefile转换为Feature Class,然后通过“Create Topology”工具创建拓扑。创建拓扑后,可以对拓扑进行各种设置,如设置邻接关系、设置拓扑类型等。
 
  (2)拓扑检查
 
  通过拓扑检查工具,可以对已有的拓扑进行检查,如是否有自相交、重叠、悬挂节点等问题。如有问题,可通过“Topology Repair”工具进行修复。在新疆铁门关市林地、草地分等定级和基准地价制定工作过程中,开展工作前对所采集的“****年度国土变更调查数据库”进行预检查,对于存在自相交、有重叠、悬挂节点等问题的,编制“******园林草分等定级数据库质量检查结果错误情况说明”统一汇交。
 
  (3)拓扑修复
 
  在拓扑检查中,如发现有问题可以通过“Topology Repair”工具进行修复。修复的过程可能会涉及删除一些要素或者修改一些要素的位置,故在进行拓扑检查之前建议进行备份,以免拓扑后原始数据无法恢复,但拓扑的最终目的是满足其预设要求。
 
  3.2 矢量数据的可视化
 
  在ArcGIS中,矢量数据的可视化主要通过ArcMap进行。可以通过各种方式来展示自己的数据,如通过不同的符号、颜色、大小等。
 
  在ArcGIS中,可以通过“符号选择器”为不同的要素类设置不同的符号。也可以根据自己的需求,选择不同的符号类型、颜色、大小等。同时也可以通过设置要素的大小来突出显示某些要素。
 
  3.3 空间数据的叠置分析和缓冲区分析
 
  在ArcGIS中,叠置分析和缓冲区分析是常用的空间分析工具。(1)叠加分析
 
  叠加分析是将两个或者多个图层进行重叠,从而发现它们之间的空间关系。在ArcGIS中,可以通过“叠加分析”工具来进行叠加分析。在实际运用过程中,采用了“叠加分析”工具中“空间连接”工具对“****年度国土变更调查确权库”成果与“****年度国土变更调查变更库”成果进行叠加分析,体现了成果数据的客观性与准确性。
 
  (2)领域分析
 
  领域分析是为一个图层中的每个要素生成一个指定宽度的缓冲区。在ArcGIS中,可以通过“缓冲区分析”工具来进行缓冲区分析。
 
  4、地图制图
 
  4.1 地图设计
 
  主要包括对地图的主题、布局、色彩、符号等元素进行设计,以满足用户的实际需求。在设计过程中,需要充分考虑地图的用途、受众、展示内容等因素,以确保地图的清晰、准确、美观。
 
  在ArcGIS中,布局编辑功能可以对地图的版式进行设计,包括图框、标题、图例、比例尺、指北针等要素的配置。图幅要素的设计要根据地图的用途和打印规格来确定。还可以根据需要,插入相应的图片、excel表格等元素,以丰富地图的信息。
 
  4.2 地图制作和编辑
 
  地图制作和编辑是ArcGIS地图制图的核心部分,主要包括对地图数据进行处理、分析和可视化。在这个过程中,可以对地图要素进行添加、删除、修改等操作,以实现地图信息的准确表达。
 
  在ArcGIS中,可以通过属性表、图层属性、符号系统等工具对地图要素进行编辑。同时,还可以利用空间分析功能,如缓冲区、叠加分析、网络分析等,对地图数据进行深入处理。此外,ArcGIS还支持多比例尺打印,根据需要选择合适的比例尺、分辨率进行打印。
 
  5、数据转换和矢量数据处理
 
  5.1 数据转换方法和技术
 
  数据转换涉及将数据从一种格式或坐标参考系统转换为另一种格式。
 
  (1)坐标参考系统转换
 
  ArcGIS允许在不同坐标参考系统之间转换数据。包括将数据从地理坐标系统转换为投影坐标系统,反之亦然。通过使用ArcGIS的 “Coordinate System”工具,可以指定输入和输出坐标参考系统,以及转换方法,如七参数变换、三参数变换等。
 
  (2)数据格式转换
 
  支持多种矢量和栅格数据格式的转换。如可以将Shapefile格式转换为GeoDatabase格式,或将CAD文件转换为矢量数据。
 
  (3)数据配准和融合
 
  在数据转换过程中,数据配准和融合也是重要的步骤。ArcGIS可以将不同来源的数据对齐到一个共同的坐标参考系统中,从而实现数据的融合和整合。
 
  5.2 矢量数据的精度分析和质量控制
 
  在矢量数据处理中,精度分析和质量控制是确保数据准确性和可靠性的关键。
 
  (1)数据拓扑分析
 
  通过使用ArcGIS的拓扑工具,可以创建和编辑拓扑规则,以确保数据的拓扑一致性。来帮助识别和纠正数据中的错误,如重叠、间隙和自相交等。还可以计算要素的面积、长度等属性,提高数据的精度。
 
  (2)数据质量评估
 
  用于评估矢量数据的精度和质量。可以生成数据质量报告,包括要素的完整性、一致性和准确性等信息。通过分析这些报告,可以识别数据中的问题并进行相应的修复。
 
  (3)数据接边处理
 
  在处理来自不同源的数据时,数据接边处理是一个关键步骤。ArcGIS可自动检测和修复数据接边处的错误。帮助提高数据的精度和可靠性。
 
  5.3 矢量数据的标准化和规范化
 
  矢量数据的标准化和规范化有助于确保数据的一致性和可交换性。
 
  通过ArcGIS的系统工具,可以对数据进行规范化和标准化处理。根据指定的规则和标准,对数据进行转换和调整,有助于确保数据的一致性和可交换性,减少数据冗余和错误;同时提供分析和编码工具,对数据进行分类和编码,将数据属性值转换为分类编码,提高数据的可读性和可交换性;数据字典和元数据管理工具,用于描述和注释矢量数据。通过这些工具,可以为数据创建详细的元数据记录(数据来源、创建时间、精度)信息。有助于确保数据的可追溯性和一致性。
 
  6、ArcGIS应用分析(林地、草地资源评估)
 
  ArcGIS在林地、草地资源评估中起到了至关重要的作用。通过使用ArcGIS,评估人员可以对林地、草地资源的种类、数量、分布、生长状况等进行详细的调查和分析。首先,利用ArcGIS的空间分析功能,可以对地理位置进行精确的描绘,包括林地、草地的边界、植被的分布等。其次,ArcGIS还可以对林地、草地资源进行动态监测,通过不同时间点的遥感图像对比,可以分析林地、草地植被的生长情况和变化趋势。此外,还可以结合地形、气候等环境因素,对林地、草地资源的潜在分布进行模拟,为林地、草地资源的保护和合理利用提供科学依据。
 
  在新疆铁门关市林地、草地分等定级和基准地价制定工作过程中,应用ArcGIS对新疆铁门关市林地、草地资源进行分等定级和基准地价评估,从基础数据的整合、空间关联、数据提取、空间分析、成果的出具校验等,彰显出ArcGIS软件在自然资源评估中的重要作用。
 
  7、结论与展望
 
  7.1 总结
 
  ArcGIS软件在自然资源评估领域应用广泛。已广泛应用于土地资源、矿产资源、水资源、森林资源、草原资源等评估工作,实现了资源数据的信息化、可视化和空间分析。其次,结合遥感技术,能够实现资源动态监测和评估,为自然资源管理提供科学依据。此外,基于GIS的自然资源评估模型和决策支持系统也得到了应用,提高了资源评估的准确性和效率。
 
  7.2 存在的问题和不足
 
  尽管GIS在自然资源评估领域取得了显著成果,但仍存在一些问题和不足。
 
  (1)GIS在自然资源评估中的技术规范和标准尚未形成统一体系,影响了评估工作的开展。
 
  (2)在自然资源评估中的应用仍局限于部分领域。
 
  (3)GIS软件的应用人群存在局限性,数据库中部分数据缺失,导致评估成果存在不确定性。
 
  7.3 未来发展趋势和展望
 
  (1)随着遥感技术的进步和大数据的发展,GIS数据获取和更新将更加便捷,从而提高评估结果的准确性,数据质量和精度将得到提高。
 
  (2) GIS技术将在生态环境、生物多样性等更多领域得到应用,为自然资源评估提供更加全面的支持,应用领域将拓展到更多领域。
 
  (3)GIS将与人工智能、大数据分析等模型进行深度融合,形成更加智能化、自动化的评估系统。
 
  (4)形成统一的技术规范和标准,使GIS在自然资源评估中的应用更加规范化和标准化。
 
  (5)GIS将为政府和企业提供更加科学、高效的决策支持,助力自然资源合理利用和保护。
 
  本文仅代表该文作者个人看法,不代表中估协观点,欢迎讨论交流。

本网站从行业工作角度出发,所载信息部分来自相关媒体,版权属原作者所有,如有不妥,请告知,我们将及时处理。

协会地址:北京市海淀区大柳树路17号富海国际港1506 | 邮编:100081 | 传真:(010)66562319 | 京ICP备06025283号-1