『規劃師的ArcGIS應用手冊』- 用地性質變化的比對

相信大家在實際工作也經常遇到這樣的問題：如何對目前的建設情況與總體規划進行有效比對，拆除、保留or新增？如何將兩個版本規劃方案進行有效的對比，用地性質之間的變動關係，變化趨勢、轉化面積？

按照項目負責人要求人工核對， PL、BH、BO、TR、EX等CAD命令敲了無數遍，屏幕都看花眼了吧？有多累暫且不說，準確率還無法得到保證。再核查一遍？呵呵，說多了估計都是淚……

如果你是一個擁有GIS軟體分析技能的規劃師，這一切都會變得很簡單。下面就跟著月月小鳥一起來看看：

1. 基礎數據準備

根據項目的實際情況，我們可能拿到的數據也不盡相同。僅以常見的CAD數據為例進行說明，其它數據格式在此不多討論。月月小鳥以XX項目2010年版和2017年版土地利用規劃圖為例，如下圖所示：

由於各個地方出圖要求和不同設計師軟體應用習慣的差異，加上新版《城市用地分類與規劃建設用地標準（GB50137-2011）》的頒布實施，很大程度地加深了機器識別的困難。不論拿到的CAD數據質量如何，都要人工對其進行系統梳理。在這裡肯定是要花費一些時間的，但請你相信：這時間花的絕對不虧！

這裡就不贅述基礎文件的處理過程和操作手法，只談最後的文件要求：

參照新版《城市用地分類與規劃建設用地標準（GB50137-2011）》的要求，分如下九大類用地：非建設用地（E）、居住用地（R）、公共管理與公共服務用地（A）、商業服務業設施用地（B）、工業用地（M）、物流倉儲用地（W）、道路與交通設施用地（S）、公用設施用地（U）、綠地與廣場用地（G）。

用英文代碼或數字編號作為圖層名稱，將各類要素梳理進入對應圖層

進入相應圖層的要素必須是閉合的二維多段線，不能是BH填充塊

規劃範圍線作為單獨一層，同樣是閉合的二維多段線，圖層命名：規劃範圍

由於此文並非實際項目，在此僅選取部分進行示意性操作。結果如下圖所示：

通過以上的人工處理，配合使用「Conversion Tools｜轉出至地理資料庫｜要素類至要素」命令（僅需保留Layer圖層），可將CAD數據完美轉換成Shpfile文件。同時在ArcMap中適當可視化調整，成果如下圖所示：

2. 變化矩陣設計

相信做到這一步對很多規劃師來說應該都不是什麼難事，接下來要怎麼辦？通過什麼樣的手法來進行有效進行用地變化的比對？

我們先做一個簡單的數學遊戲，假設有三個未知數ABC相互做減法運算：A-B、A-C、B-A、B-C、C-A、C-B。如果差值均不相等，那就可由差值推算是哪兩個數相減。如果將ABC這三個數字定義成三類要素，我們是不是就得到了一種要素互變關係呢？

說到這裡思路是不是清晰了，也更容易理解了，就是個數字遊戲。曾經也是理科生的你，還不趕緊玩起來… …

我們就從簡單的三要素互變開始設計，滿足要求數列：1,2,4；1,2,5；1,3,6；1,3,7；1,4,8… …

四要素互變數列：1,2,4,8；1,2,5,9；1,3,6… …

五要素互變數列：1,2,4,8,13；1,2,5,9,14

… …

依次往上，直接來看十要素互變數列：1,2,4,8,13,21,31,45,60,76

基礎數據和變換矩陣都有了，那就趕緊開始用地變化比對的操作吧！

3. 用地變化比對

事先說明，選擇的操作示例數據只涉及七要素互變。只需用七要素互變的矩陣，選用如下數列{ 1,2,4,8,13,21,31}，對應的互變矩陣如下圖所示：

這裡給大家分享一種處理方法：

使用「Conversion Tools｜轉為柵格｜面轉柵格」命令將規劃用地的Shpfile文件轉為柵格，參數設置如下：值欄位「Layer」，像元大小「1」，其餘默認，輸出並保存柵格數據集命名「new」 和「old」。

使用「Spatial Analyst Tools｜重分類｜重分類」命令對轉出柵格進行重分類，參數設置如下：重分類欄位「LAYER」，重分類數值「A=1，B=2，E=4，G=8，R=13，U=21，S=31」，其餘默認，輸出並保存柵格數據集命名「new_re」和「old_re」。

使用「Spatial Analyst Tools｜地圖代數｜柵格計算器」命令對兩版柵格文件做減法運算，地圖代數表達式「new_re - old_re」。計算結果如下圖所示：

依據VALUE值與選用七要素互變矩陣逐個對應的原則將COUNT值填入，我們可以得到的用地性質變化的面積統計矩陣。（「COUNT」代表面積，像元大小參數設為「1」表示每個像元格的面積為一個平方單位，此處為平方米）

前後兩版用地性質未有變化的用地面積統計：1016421平方米，其中的變與未變分布情況如下圖所示：

用地性質變化的面積統計如下圖所示：

以「公共管理與公共服務用地」（A類）的變化為例，闡釋此表數據含義：

• 「公共管理與公共服務用地」轉向「商業服務業設施用地」，8699平方米
• 「公共管理與公共服務用地」轉向「綠地與廣場用地」，1936平方米
• 「公共管理與公共服務用地」轉向「居住用地」，31677平方米
• 「公共管理與公共服務用地」轉向「道路與交通設施用地」，12859平方米

4. 結論

沒有結論可以嘛？可以哈！只是練習，月月小鳥認為沒結論也說得過去。實際項目中有了這些，再配合EXCEL的數據透視功能完全可以應對城市用地變化的分析需求。延伸一下，沒有變化的用地要怎麼統計呢？——「兩兩相加，雙倍就是」！

希望這篇分享大家能喜歡，不足之處還請見諒。歡迎討論！

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