本文以京津冀地区的县级国土调查数据库为基础数据生产1 km格网沟渠密度,数据处理流程包括:数据预处理、提取骨架线、沟渠密度计算三部分。本数据集具体生产步骤如下:
(1)数据预处理
京津冀地区包括北京、天津、河北三个省市。首先从三个省市的县级变更调查数据库中抽取地类名称为沟渠及干渠的图斑。图斑抽取后,由于北京、天津、河北三个省市的3度分带投影不一致,统一将其转为Albers投影后进行数据拼接。拼接完成后,采用数据融合的方式,通过地类编码及地类名称字段进行融合。融合时不创建多部件要素,将地类一致且空间位置邻近的图斑聚合在一起,融合成一个要素,消除坐落单位代码及权属单位代码的影响,避免地类一致且空间位置邻近的图斑重复抽取骨架线。
(2)提取骨架线
借助WJ-Ⅲ地图工作站软件,通过读取综合知识库,抽取京津冀地区沟渠及干渠骨架线。WJ-Ⅲ地图工作站软件相较现有软件实现了毗邻区的自动识别,解决了复杂区域骨架线误提取问题;同时基于拓扑相似性的线网综合算法,保障了线状网络数据的连通性,提取出的骨架线基本完全位于图斑中心,且无多余毛刺,邻接区域骨架线衔接自然流畅。
(3)公里格网沟渠密度计算
在计算沟渠密度时只考虑沟渠的长度,不考虑沟渠的宽度,沟渠密度在数量上表示为单位区域面积的沟渠长度,即:
\({M}_{j}={L}_{j}/{A}_{j}\) (1)
式中,\({M}_{j}\)为单元网格或区域j的沟渠密度(km/km2),\({L}_{j}\)为区域或单元网格内沟渠总长度公里,包括沟渠及干渠总长度,\({A}_{j}\)为单元网格或区域面积。
GDAL(Geospatial Data Abstraction Library)是一个操作各种栅格和矢量的地理数据格式的库,它提供了标准的二次开发接口,其中包含了读取、写入、转换、处理多种栅格数据格式的方法。本文通过Java语言结合GDAL库编写公里格网沟渠密度计算工具。首先生成标准公里格网框架的1 km栅格底图,从栅格底图的左上角点起,从左到右依次获取各个1 km格网的四至范围,构造WKT字符串,进而转成面要素,将面要素与沟渠及干渠骨架线相交,获取相交的沟渠及干渠骨架线的总长度,由总长度计算出对应1 km格网的栅格像素值。最后按照京津冀行政区边界裁剪栅格,生成最终的京津冀1 km\(×\)1 km格网沟渠密度。