基于MapGIS的土地利用数据库建设实践_以赣州市为例.pdf

第31卷 第2期 2008年6月 东 华 理 工 大 学 学 报自然科学版 JOURNAL OF EAST CH I NA I NSTITUTE OF TECHNOLOGY Vol131 No12 Jun. 2008 收稿日期 2007210228 基金项目国家自然科学基金50490271 ;江西省数字国土重点实验室 开 发 项 目 DLLJ200803 ;东 华 理 工 大 学 校 长 基 金 DHXK0832 作者简介邹时林1971 , 男,副教授,博士生,从事数字测绘与地理信 息系统研究。 ① 江西省国土资源厅. 1987.江西省土地利用现状调查技术规程及补 充规定. ② 国土资源部. 2001.县市级土地利用现状数据库标准.江西省国土 资源厅. 基于MapGIS的土地利用数据库建设实践 以赣州市为例 邹时林 1, 2 , 刘 波 2 , 程朋根 2 , 阮 见 2 1. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083; 2.东华理工大学地球科学与测绘工程学院,江西 抚州 344000 摘 要随着“ 数字国土工程 ” 的启动,国土资源信息化管理得到了各级政府的高度重视,而土地利用数据库的建设是“ 数 字国土工程 ” 中基础数据库的重要组成部分。文章通过分析桌面地理信息系统MapGIS的功能,结合赣州市土地利用现状 图的数字化实践,总结出用MapGIS进行土地利用数据库建库的流程,并对数据库建设中应特别注意的质量问题进行了探 讨。 关键词MapGIS;土地利用数据库;建库流程 中图分类号 P208 文献标识码B 文章编号 1674 - 3504 2008 02 - 173 - 05 随着我国经济增长和城市化的发展进程日益 加快,城乡土地利用变化极为频繁,人地矛盾加剧, 原土地利用资料已不能适应新时期国土资源管理 和经济建设对可持续发展的要求黄照强等, 2003。国土资源部将信息系统作为国土资源管理 的5大目标任务之一,并在新一轮国土资源大调查 计划中设立了“ 数字国土工程 ”,编制了国土资源 信息化“ 十五 ” 计划和2010年远景目标纲要, 将数据库建设和网络化建设定义为两个基础张蕊 等, 2007。作为基础数据库的重要组成部分,县 市级土地利用数据库的建立显得极其重要。建 立县市级土地利用数据库,可以为县级土地管理 部门的土地利用数据管理和处理工作提供现代化 的技术手段,为各级土地管理部门土地利用变更调 查、 动态监测、 土地利用总体规划和新一轮国土资 源大调查提供基础数据和科学依据,为农地转用制 度、 建设项目用地审批管理制度及农村地籍管理制 度的建立奠定现代化的基础 ①②。 目前,能用来做土地利用现状数据库的专业 GIS软件很多,但MapGIS作为一套通用、 操作简单 的工具型地理信息系统软件,得到广大土地部门的 广泛应用。本文结合江西省1∶1万土地利用现状数 据库建库实践,介绍了利用MapGIS建库的基本流 程,并着重对数据库建设中应特别注意的质量问题 进行了探讨。 1 江西省1∶1万土地利用数据库建库流程 江西省1∶1万土地利用数据库建设采用Map2 GIS土地利用数据库管理系统软件,该软件主要是 针对县市级1∶1万地利用现状图的采集、 建库和日 常管理的需要而开发胡妍等, 2006。以赣州市为 例,建设市1∶1万土地利用数据库时,首先应用最新 的标准分幅土地利用现状图,并对赣州市范围内的 土地利用现状重新进行调查,然后采用MapGIS6. 5 软件平台及“ 爱地 ” 土地利用数据库管理系统,将最 新土地利用现状调查成果输入计算机系统,实现对 土地利用现状数据和图件的存储、 管理、 检查、 查 询、 统计、 分析、 变更和维护,实现土地利用现状资 料管理和变更调查工作的数字化和自动化。主要 技术路线如图1。 2 建库过程中的关键技术及处理方法 2. 1 资料预处理 2. 1. 1 图像扫描 利用1∶1万标准分幅土地利用现状薄膜图进行 图1 建库工作流程 Fig. 1 The building process of database constructi on 扫描。每一幅影像图扫面前必须经过清绘,标注好 地类码及其界线、 单线沟渠的宽度,单线路、 单线田 坎的宽度以及以线状地物的宽度变化点;认真做好 接边工作的检查;确认该幅图面各项要素都已处理 好之后,再进行扫描,扫描分辨率选择300DPI,速度 选择20 ,文件保存为TIFF格式,扫描角度纠正限 差保持在 0. 2以内。 2. 1. 2 影像纠正 扫描工作结束后,进行影像纠正。由于1∶1万 地图的图框是一个规则的公里格网,因此,纠正时 采取多于16个点的二次邻近方式进行逐格网纠 正。但在生产过程中,部分1∶1万外调地形图实际 上并没有在原底图上标出的公里格网。因此,在扫 描之前必须在底图上做出公里格网点,这样,扫描 后的影像才利于纠正。图像纠正时必须满足精度 要求中误差小于1 m,图廓边长误差小于2 m,对 角线误差小于3 m。其中的中误差值反映了校正后 影像的整体质量,图廓边长及对角线尺寸检查则是 通过对图幅图廊边长的检测值与理论值进行比较, 检验图廊边长、 对角线各条边长是否符合精度要 求。 2. 2 数据采集与处理 数据采集是对最基本的点、 线要素进行矢量 化。要准确的进行矢量化,必须首先正确识别图上 地物类型,把握各地物要素的特征,才能在图例板 中选择正确的线形进行矢量化。因此,矢量化前首 先要了解各图层的特点及其分类表1 471东 华 理 工 大 学 学 报自然科学版 2008年 2. 2. 1 矢量化的一般顺序 矢量化时先采集各类行政界线、 权属界线,然 后采集线状地物水系和农道必须分别放在指定层 内 , 最后采集图斑线;境界线沿线状地物跳绘的, 应先采集线状地物,再将其拷贝到境界层。 2. 2. 2 矢量化应注意事项 1矢量化点位要准确,行政线划点位偏移 的距离不超过0. 2 mm 图面值。非行政区线划 点位偏移的距离不超过0. 3 mm 图面值 ; 2对于具有多重属性的线,只采集一次,如线 状图斑与行政村接重合时,只矢量化一次,再拷贝 到相应的层,修改其图形参数。 表1 土地利用数据类型说明表 Tab. 1 Type of land use data 序号要素类型编码要素类型名称几何类型属性表名 1A11行政区PolygonXZQY 2A12行政界线LineXZJX 3A21等高线LineDGXB 4A22高程点PointGCDB 5B10权属区PolygonQSQY 6B20权属界线LineQSJX 7B30权属拐点PointQSGD 8C10图斑PolygonDLTB 9C20现状地物LineXZDW 10C30零星地物PointLXDL 11C40地类界线LineDLJX 12D00注记AnnotationZJFH 3有多个宽度的线状地物如公路和农村道 路、 不同宽度的分界点的处理方法当与其它线性 地物如沟渠有交叉,就在交叉处断。如果没有交 叉点,就在两个标注的中间断开; 4矢量化时,对结点处即几个弧段的相交 处应多加小心,第一使其断开或加点,第二尽量采 用抓线头或节点融合的功能使其吻合,避免产生较 大的误差,使结点处尽量与实际相符,尽量避免端 点回折,也尽量不要产生过1 mm长短的无用线段。 2. 2. 3 属性数据的录入 对图斑层、 线状地物层、 零星地类层、 行政区层 图形建立标准的属性结构,然后将收集到的资料直 接在MapGIS软件中按图形逐个录入。完成后,将 属性内容导出形成注释文件与图形对照进行检查, 直至准确无误。 2. 2. 4 拓扑造区 将完成了矢量化和属性录入后的图斑线文件 和辖区线文件保存,在MapGIS输入编辑系统中装 入工程,在“ 其它 ” 菜单下将线文件做自动剪断线操 作,并检查线拓扑关系,确认无误后线转弧段,形成 3. WP文件,进行拓扑造区。 2. 2. 5 图幅接边 图幅接边是指把被相邻图幅分割开的同一图 形对象不同部分拼接成一个逻辑上完整的对象。 接边处理包括图形接边和属性接边。属性接边就 是确保相邻图幅接边要素其属性的一致性。图幅 结构如下图 图2 图幅结构示意图 Fig. 2 The structure of the rate plans 拼接过程中,图形接边的限差为图上1. 0 mm 图面单位 , 相邻图幅间同名要素距离小于013 mm 图面单位。图形接边的处理方法是移动其中 任一要素使两者结合,若相邻图幅间同名要素的距 离在0. 3 mm到0. 6 mm 图面单位之间,将两要素 名移动一半,在中间部位结合;若相邻图幅间同名 要素的距离大于0. 6 mm 图面单位时,根据以下 原则处理 1根据成图方法,低精度向高精度靠 ; 2 根 据成图时间,旧数据向新数据靠 ; 3 成图方法、 时 间完全相同时,各改一半强行接边。 检查图幅接边时,不仅要严格线文件的接合精 度,而且更应注意图幅间权属和图斑属性的一致 性,以避免出现以图廓线代替权属界和地类界线的 情况。 571第2期邹时林等基于MapGIS的土地利用数据库建设实践 以赣州市为例 3 建库过程中控制数据质量问题的探讨 建库过程中数据的采集是一种单调乏味、 容易 出错的工作,手和眼所引起的坐标误差随操作员和 时间而变化,经常会出现过头线、 不达节点等错误; 另外,要素本身的宽度、 密度和复杂程度对数据采 集误差也有显著的影响。为了保证建库过程数据 的质量,本文对采集的数据主要从以下几个方面进 行了检查及处理。 3. 1 属性结构检查 利用MapGIS平台,将需要检查的专题文件设 置为编辑状态,打开该专题文件的属性结构编辑窗 口,检查该专题文件的属性结构是否与标准一致, 检查内容包括字段顺序、 字段名称、 字段类型和字 段长度等。 3. 2 属性输入正确性检查 1常规属性输入检查。利用MapGIS平台使 某一专题文件处于编辑状态后,用属性检查工具查 看各属性字段的输入内容,检查重点为① 属性字 段输入内容是否有空值;② 地类代码、 图幅号、 权属 性质、 要素代码等是否按照标准输入;③ 是否存在 面积过小的碎图斑;④ 线状地物宽度是否超宽;⑤ 零星地类面积是否超常规等问题。 2权属代码、 坐落代码输入检查。图斑文件 的权属代码和坐落代码是两个非常重要的属性,而 且容易输入错误,因此对这两个属性的输入检查非 常重要。MapGIS数据库管理系统的建库工具中提 供的“ 条件合并 ” 工具为这两个属性的检查提供了 较好的帮助。检查时,分别以权属代码相同、 坐落 代码相同为条件合并生成新的权属区域和行政区 域文件,首先用常规属性输入检查方法检查新文件 中是否存在面积过小的区域,若有则检查图斑文件 中该区域所对应图斑的属性。其次,在MapGIS输 入编辑平台中打开合并生成的新文件和数据库原 有的权属区域、 行政辖区文件,分别进行对比,检查 是否一致,若出现不一致的情况,说明不一致的地 方存在属性输入错误。 3 Excel辅助检查。将专题文件的属性输出 为Excel文件后,利用Excel的排序、 求和、 函数等 功能可辅助检查某些属性输入错误,如① 按照图 幅号、 权属单位代码、 图斑号进行排序后,检查同一 图幅的权属单位内是否存在重复的图斑编号;② 按 照地类代码、 坡度进行排序后,检查耕地的坡度和 田坎系数是否正确输入,非耕地的图斑是否错误地 输入了坡度;③ 检查图斑毛面积小数位数是否严格 保留为小数点后1位;④ 对权属单位代码和坐落单 位代码不同的记录生成新的飞地代码,对照检查原 来的飞地代码填写是否正确。 4属性输入的逻辑性检查。利用MapGIS土 地利用数据库管理系统提供的逻辑错误检查工具 检查属性输入情况,如是否存在净面积小于或等 于零的图斑;地类代码、 权属代码、 权属性质等是否 都在数据字典内。 3. 3 图形拓扑检查 利用MapGIS输入编辑平台分别将行政辖区、 权属区、 图斑层、 行政界线层设置为编辑状态,用区 拓扑错误检查和线拓扑错误检查工具对专题文件 进行图形拓扑检查,检查是否存在碎图斑、 碎线段、 不封闭区等拓扑错误。 3. 4 面积平差检查 3. 4. 1 图幅理论面积检查 1单幅图检查。对数据采集过程中形成的单 幅图的图斑文件进行计算机面积汇总,检查图幅 计算机量算面积与根据经纬度确定的图幅理论面 积的相对误差是否在要求范围内。同时对平差后 的毛面积进行汇总,检查毛面积之和是否等于图幅 理论面积。 2库体图幅面积检查。利用MapGIS输入编 辑平台提供的“ 区属性统计 ” 功能,按“ 图幅号 ” 分 类,分别对各图幅的“ 毛面积 ” 与“ 计算机面积 ” 求 和并保存结果为 3. txt文件,然后用记事本打开该 文件,将结果拷贝到Excel中,利用Excel计算各图 幅的毛面积/计算机面积是否等于图幅的平差系 数,并检查各图幅的毛面积之和是否等于理论面 积。 3. 4. 2 图斑平差面积检查 将图斑属性输出为Excel文件后,计算各图斑 的毛面积、 计算机面积,并按照图幅号进行排序,检 查各图幅内图斑的面积平差情况。 3. 5 图幅接边检查 检查办法与区县数据库接边检查中的属性接 边检查办法类似。把要检查的属性生成点文件 3. WT后,打开“ 还原显示 ” 功能,在MapGIS输 入编辑平台中沿图幅边界检查图斑文件、 线状地物 671东 华 理 工 大 学 学 报自然科学版 2008年 文件是否正确接边。 4 结束语 土地利用数据库的建设是一项前瞻性工作,同 时也是一项技术性很强的工作。在江西省1∶1万土 地详查数据库建设的过程中,图形矢量化、 属性数 据的输入、 数据库的建立,数据库的最终运行,每一 个工作环节都丝丝入扣,不能脱节。 利用MapGIS建立江西省1∶1万土地利用数据 库后,为江西省土地利用总体规划、 农用地分等定 级和估价等工作提供真实准确、 现实性强的土地利 用基础数据和图件资料;为土地利用遥感动态监 测、 土地利用规划、 耕地与基本农田、 农用地分等定 级和估价等相关土地业务工作,提供基础数据资, 有利于整体规划江西省的土地利用,为实现江西省 经济、 社会、 环境的协调发展做出贡献。 参 考 文 献 胡妍. 2006.浅析利用MapGIS建立市级土地利用数据库[ J ].南方 国土资源, 6 31233. 黄照强,黄杏元. 2003.新一代土地资源信息系统的开发与设计研 究[J ].计算机应用研 究, 1 1132115. 李大军,刘波,陈竹安. 2006.自来水管线符号库的制作及扫描矢量 化[J ].东华理工学院学报, 291 56261. 张蕊,毛显后,严丽琴,等. 2007.基于MapGIS的土地利用数据库建 设中若干问题的研究[J ].安徽农业科学,35 6 168921690. Practice on the Construction of Land Use Database Based on MapGIS Take the Ganzhou City for Example ZOU Shi2lin 1, 2 , L IU Bo 2 , CHENG Peng2gen 2 , RUAN Jian 2 1. NationalLaboratory of Coal Resources andMine Safety, China University ofMining and Technology, Beijing 100083; 2. Geosciences and Surveying and mapping Institute of East China Institute of Technology, Fuzhou, JX 344000, China AbstractW ith“The DigitalLand Project”which is activated,Infor mation management of land and natural re2 sources has been a high degree of attention at all levelsof government, but the land2use database construction is in an important component of“The DigitalLand project”.This paper through analysis of the function ofMAPGIS, combining Ganzhou city land2use database construction, summed up a land2use database building process which usedMapGIS, and dicussed the quality issueswhich must pay particular attention in Database construction. KeyW ordsMapGIS; land use database; construction database flow 771第2期邹时林等基于MapGIS的土地利用数据库建设实践 以赣州市为例