ArcGIS在文物保护区划地理信息定位的应用 本文关键词：区划，文物保护，地理信息，定位，ArcGIS
ArcGIS在文物保护区划地理信息定位的应用 本文简介：摘要：基于高清影像，利用ArcGIS对河北省省级以上文物保护单位保护区划进行了地理信息定位和调整，并建立了文物保护单位地理信息数据库；在此基础上开发了文物保护单位地理信息管理系统，并制作了专题图。关键词：ArcGIS；文物保护单位；保护范围；地理信息定位1992年、2001年、2008年河北省分别对
ArcGIS在文物保护区划地理信息定位的应用 本文内容：
摘要：基于高清影像，利用ArcGIS对河北省省级以上文物保护单位保护区划进行了地理信息定位和调整，并建立了文物保护单位地理信息数据库；在此基础上开发了文物保护单位地理信息管理系统，并制作了专题图。
关键词：ArcGIS；文物保护单位；保护范围；地理信息定位
1992年、2001年、2008年河北省分别对省级以上文物保护单位保护区划进行了划定。由于划定时间较早，目前出现了很多问题，主要包括定位偏差较大，参照物不清或周边环境变化导致参照物消失，山区、丘陵等区域不能反映地形变化，保护区划在实际应用中不合理等。传统的划定方式主要是语言描述，如本体仅描述了基线，保护范围和建设控制地带仅描述了四至范围，表述较模糊，包含的信息有限，不能对保护区划进行精准定位和表达。虽然部分地区进行了规划，但各地区地理人文环境各异，划定标准不同，难以形成统一的成果。GIS优秀的空间数据管理能力、精准的地理信息定位、丰富的可视化表达方法能为保护区划的划定、定位、管理提供良好的支持。为了更精准地定位保护区划，更好地保护文物单位，实现统一监管、监测，省文物管理部门按照相关要求开展了省级以上文物保护单位保护区划地理信息定位、调整项目。
1数据来源与分析
数学基础采用2000国家大地坐标系统和1985国家高程基准。影像采用覆盖全省的2014－2018年0.5m航空影像和2018年2.5mZY-3卫星影像，均形成标准的DOM。地形数据采用2014－2016年5m分辨率的1∶50000DEM，并以2014－2016年1∶10000DLG整合数据和天地图·河北POI资料为辨识的补充。文物保护单位专题数据主要包括定位点专题数据和文档资料。定位点专题数据格式为Excel，包括名称、地址、经度、纬度、占地面积、级别、年代、类别、单体描述、简介等信息，其中经纬度为WGS84大地坐标系，由手持GPS测定。文档资料包括分类、名称、时代、地址、编号、分类号、备注、保护范围、建设控制地带等信息，其中保护范围、建设控制地带的四至范围为文字描述。通过分析文物保护单位专题数据可知，保护区划定位的要素包括保护区定位（点、线）、本体、重点保护区、保护范围、建设控制地带、相应拐点以及属性信息。
2技术路线与方法
首先根据已有专题资料中的经纬度信息，利用ArcGIS软件平台对保护区划进行初步定位，并统一到2000国家大地坐标系；再利用DOM对定位数据进行初步判定、修正；然后利用DOM进行外业调绘核查，通过DEM进行地形判断和高程信息提取，并与文物属地管理者和专家共同调整、确定保护区划的定位与属性信息，完成保护区划各要素的定位采集；最后基于基础地理信息数据和保护单位定位数据建立文物保护单位地理信息数据库，并在此基础上进行系统功能开发和专题图制作，实现对文物保护单位相关数据的统一管理。总体技术路线如图1所示。
3数据处理
3.1定位采集总体要求
文物保护单位的类别、规模、性质与地理环境有密切联系，本体、保护范围、建设控制地带等保护区划各要素的划定涉及概念定义、文物安全、建设规划、地形环境等因素，情况较复杂，许多学者对此做了大量研究[1-5]。文物保护单位的管理方式为属地管理，在现场调研、定位采集时应与属地的管理者和专家协商。在前人研究的基础上，参考政府部门已公布的文件，根据现实情况进行定位采集，总体要求为：①保护区划定位点应尽量选在保护单位的中心；②线状文物应补充绘制线状地物；③面状要素应为多边形，尽量不为圆和弧线；④线状文物、本体、重点保护区、保护范围和建设控制地带应提取拐点，并进行编号；⑤山区、丘陵地区应顺着地形走势，尽量沿山脊或山谷采集，避免横切山体；⑥涉及河流或道路的，尽量沿河流或道路边线采集；⑦涉及房屋建筑区的，尽量沿街区道路采集，避免横切房屋建筑。
3.2数据分层与属性说明
基于保护区划定位要素和属性信息，数据分层与属性说明如表1、2所示.1）国保编号。采用国家文物局规定的国保编号，形式为*-****-*-***，共12位字符。2）省保编号。由于历史数据年代太早，各批次的编号规则不同，省级文物保护部门在公布的第4批河北省文物保护单位中使用了新的编号方式。本次均使用新的编号方式，对于第1~3批公布的文物保护单位按照对照规则使用新编号。新编号的形式为：*-*-****，共8位字符。3）单体名称和单体编号。文物保护单位中独立的块或组的名称和编号，包括文物保护单位中单体文物、集中的文物群和分散的文物建筑等。编号的形式为D***，D为单体编号，***为3位数字。若不存在多个单体，则编号为D000；若存在多个单体，则从D001开始编号。4）拐点编号。以线或面的折点作为保护区划的拐点，首先对线或面执行概化处理，减少数量，再利用ArcGIS的FeatureVerticesToPoints提取拐点，并利用Phyon编写脚本[6]实现拐点的自动编号，大大提高了拐点提取和编号的效率。拐点编号如图2所示。
3.3空间数据组织管理
保护区定位点层BHP表示保护区划的位置，并记录了保护单位的详细信息。保护单位由1个或多个点表示。保护区划数据的这种特性以及保护范围划定的复杂性，使得保护单位与保护范围面存在1对1、1对多、多对1、多对多等情况，如1个保护单位包含多个单体，且不聚集，则由多个点表示各个单体，并需划出多个保护范围面；多个保护单位处于聚集状态，则共用1个保护范围面；多个保护单位的部分单体聚集共用1个保护范围面，而部分单体分散则使用其他保护范围面（多对多情况）。因此，若仅在属性中记录该状态则会导致保护范围信息不清晰、不直观，对后期的统计、应用等将产生影响；且保护范围红线是文物保护中最基本、最重要的内容，应尽可能记录更多的信息。经过分析与实验，对于共用保护范围面的情况可使用重叠区域进行处理，为每个保护单位复制重叠区域，单独记录每个保护单位。建设控制地带的范围更大，情况更为复杂，仅通过属性记录。鉴于此，本文利用ArcGIS中的关系类[7]进行管理，通过单体名称字段为BHA与BHP、JKA与BHP建立1对多的关系，实现单体层级的级联管理；通过单位名称字段为BHP与BHA、BHP与JKA建立多对多的关系，实现单位层级的级联管理。
4系统开发
系统采用C/S结构进行开发，总体技术结构分为支撑层、数据层、业务层3个层次（图3）。支撑层为整个数据发布和空间数据服务化管理的支撑环境，主要包括实现数据存储、传输、系统运行的软硬件环境；数据层主要为整个系统提供数据支撑作用，包括基础地理信息数据库、文物保护单位数据库和三维地形数据库等；业务层负责系统与用户的交互，包括文物保护单位管理与应用展示。地理信息平台采用Skyline软件。Skyline凭借其国际领先的三维数字化显示技术，可利用海量的遥感航测影像数据、数字高程模型以及其他二三维数据搭建真实世界的模拟三维场景。成果示例如图4所示.
5专题图制作
利用文物保护单位地理信息数据库可便捷地制作省、市、县、重点地区4个级别的保护区划专题图。其中，基础底图要素包括DOM、DEM地形渲染、地貌、水系、交通、居民地、境界等；专题资料数据包括定位点或线、本体、重点保护区、保护范围、建设控制地带等；附图、附表根据不同情况进行选择。
6结语
本文通过对文物保护专题数据的分析，从地理信息定位的角度提出了保护区划地理信息定位的要素内容和数据组织管理方式；结合传统划定方式与文物专家共同确立了保护区划定位信息，并建立了文物保护单位地理信息数据库。在此基础上，本文开发了省级文物保护单位地理信息管理系统，实现了省级层面文物保护单位的及时更新、便捷出图、数据存储、快速查询、保护审批和统一管理，是文物保护与地理信息技术相结合的新探索。
作者：梁世文 陈刚 单位：河北省基础地理信息中心
ArcGIS在文物保护区划地理信息定位的应用 来源：网络整理
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