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自然资源遥感  2025, Vol. 37 Issue (1): 252-259    DOI: 10.6046/zrzyyg.2023250
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基于ArcPy与图面优化的国家级自然保护地遥感监测成果自动制图方法
王体鑫1,2(), 杨金中1(), 邢宇1, 王开建1
1.中国自然资源航空物探遥感中心,北京 100083
2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083
A method for automatic mapping of the remote sensing monitoring results of national nature reserves based on ArcPy and map optimization
WANG Tixin1,2(), YANG Jinzhong1(), XING Yu1, WANG Kaijian1
1. China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Natural Resources,Beijing 100083, China
2. School of Earth Science and Resources, China University of Geosciences(Beijing), Beijing 100083,China
全文: PDF(2024 KB)   HTML  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

国家级自然保护地遥感监测工作覆盖陆域面积约170万km2,圈定变化图斑的数量多,专业性较强,投入大量人力物力也不易保障制图的正确性和规范性,影响监测成果应用服务的质量和成效。据此情况,该文基于ArcPy站点包,采用Sutherland-Hodgman裁剪等图形学方法,结合定制的ArcToolbox封装自动制图脚本,实现读取地理数据库中图斑信息和影像,自动制作图面优化后的国家级自然保护地变化监测图斑分布图,累计制图量达5万余张,正确率为100%。经实践表明: 单张自动制图的平均用时为29.06 s,远远快于人工制图。所提方法满足实际生产需要,自动制图脚本较稳定可靠,且具有较强的普适性,大大提高了国家级自然保护地变化监测成果的服务应用效率,具有较强的实际意义。

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王体鑫
杨金中
邢宇
王开建
关键词 国家级自然保护地监测ArcPy遥感影像Sutherland-Hodgman算法    
Abstract

Remote sensing monitoring in national-level nature reserves covers a land area of approximately 1.7 million km2. This process involves the delineation of numerous features that indicate variations in the nature reserves, requiring specialized expertise. As a result, ensuring the accuracy and normalization of mapping is challenging even using substantial human and material resources. This affects the quality and effectiveness of monitoring result applications and relevant services. To address this issue, employing geometric techniques like the Sutherland-Hodgman clipping algorithm based on the ArcPy package, along with the customized ArcToolbox tools for encapsulating automated mapping scripts, this study automatically extracted the information and images of features from a geographic database. Subsequently, this study automatically generated the distribution maps of features that reflected variations in national-level nature reserves. Over 50000 maps were plotted using the proposed method, with an accuracy of 100%. Practical application demonstrates that the automatic mapping for a single map can be completed within 29.06 s on average, significantly less than manual mapping. The proposed method can meet practical production needs, with the automated mapping scripts proving stable, reliable, and widely applicable. The proposed method can significantly enhance the efficiency of the applications of the monitoring results reflecting variations in the national-level nature reserves, holding great practical significance.

Key wordsmonitoring of a national-level nature reserve    ArcPy    remote sensing image    Sutherland-Hodgman algorithm
收稿日期: 2023-08-14      出版日期: 2025-02-17
ZTFLH:  TP79  
基金资助:中国地质调查局地质调查项目“国家级自然保护地人类活动遥感监测与评估”(DD20230488)
通讯作者: 杨金中(1970-),男,博士,研究员,主要从事矿山遥感监测和矿产资源遥感调查等工作。Email: 67786808@qq.com
作者简介: 王体鑫(1999-),男,硕士研究生,研究方向为矿山遥感监测。Email: 781868117@qq.com
引用本文:   
王体鑫, 杨金中, 邢宇, 王开建. 基于ArcPy与图面优化的国家级自然保护地遥感监测成果自动制图方法[J]. 自然资源遥感, 2025, 37(1): 252-259.
WANG Tixin, YANG Jinzhong, XING Yu, WANG Kaijian. A method for automatic mapping of the remote sensing monitoring results of national nature reserves based on ArcPy and map optimization. Remote Sensing for Natural Resources, 2025, 37(1): 252-259.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/zrzyyg.2023250      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2025/V37/I1/252
Fig.1  自动制图方法设计框架
字段名称 字段编码 字段类型 字段长度/字符 使用描述
图斑编号 TBBH 文本 20 图斑唯一标识号,用于图面右侧图斑编号信息显示
SHI 文本 254 图斑中心点位置所属的市级行政区划,用于图面右侧行政区划信息显示
XIAN 文本 254 图斑中心点位置所属的县级行政区划,用于图面右侧行政区划信息显示
保护地名称 QMC 文本 254 国家相关部门公布的自然保护地的名字,用于图面右侧保护地名称信息显示
中心点X BHX 双精度 9.6 图斑的坐标信息,用于图面右侧中心点坐标信息显示
中心点Y BHY 双精度 8.6 图斑的坐标信息,用于图面右侧中心点坐标信息显示
前类型 QLX 文本 18 图斑上期时相的土地利用类型,用于图面右侧具体变化情况信息显示
后类型 HLX 文本 18 图斑本期时相的土地利用类型,用于图面右侧具体变化情况信息显示
变化面积 BHMJ 双精度 16.2 用于图面右侧变化面积信息显示,单位是m2
本期时间 BQSJ 文本 8 本期时相使用的影像的获取时间,用于图面右下角本期数据源获取时间信息显示
上期时间 SQSJ 文本 8 上期时相使用的影像的获取时间,用于小图框左下角上期数据源获取时间信息显示
卫星 WX 文本 9 本期时相使用的影像的数据源,用于图面右下角本期数据源信息显示
是否持续变化 CXBH 文本 3 图斑是否在之前的图斑上发生变化,用于图面右侧持续变化信息显示,填“是”或“否”
上期图斑编号 SQBH 文本 50 若是持续变化,填写上次监测中持续变化的图斑编号,用于图面右侧上期编号信息显示
Tab.1  自动制图使用的字段属性信息和使用描述
Fig.2  自动制图流程
Fig.3  国家级自然保护地变化监测图斑分布图示例
Fig.4  图面空间信息优化前后对比
Fig.5  图面空间信息优化的详细流程图
次数 所有图斑制图用时/s 单个图斑制图用时/s
第1次 2 419 28.46
第2次 2 249 26.46
第3次 2 743 32.27
平均 2 470 29.06
Tab.2  自动制图用时
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