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摘要 县级农村土地利用数据库建设技术探讨 人文地理学专业硕士研究生王林松 指导教师田永中副教授 摘要 土地是人类赖以生存的基础，土地资源的数量、质量以及空间布局直接影响社会的经济、环境 的综合效益。随着经济的快速发展，人口的增多，非农建设用地的需求迅速增加，土地供需矛盾日 渐突出，如何能充分利用好有限的土地资源，又不影响社会经济迅速、健康的发展，已经成为国家 以及各级政府所面临的最重要的问题之一。g i s 技术的出现以及迅速发展，为国土部门利用先进技术 管理土地提供了技术支持，土地利用数据库正是g i s 技术在国土资源管理领域应用的成果。 2 0 0 7 年7 , q ，第二次全国土地调查全面展开，县级农村土地利用数据库作为“二调”的重要成果 之一，它能否高效、保质的建立起来对“二调”工作的顺利完成起到至关重要的作用。本文正是在 此背景下，通过查阅国内外相关学者的研究理论、研究方法并且亲身参与建库过程，采用理论联系 实际的方法，对建库过程中的建库平台选择、建库流程改进、建库关键技术以及数据库质量控制等 方面进行研究，以期对县级农村土地利用数据库的建设提出合理的建议。 本文通过研究主要得出如下结论t ( 1 ) 通过查阅国内外相关研究成果发现我国土地利用数据库建设存在基础数据质量参差不齐； 建库平台种类繁多，平台之间数据转换困难；土地利用元数据库建设相对滞后：建库数据质量差、 内容不规范；以文件管理方式为主，不利于海量数据的存储与管理和多用户并发操作等方面不足。 ( 2 ) 通过对比市面上常见的g i s 建库平台软件，认为a r c g i s 软件更能够满足建立县级农村土地 利用数据库的相关要求，因此本文优先推荐a r c g i s 作为建库平台。 ( 3 ) 研究发现县级农村土地利用数据库与传统土地利用数据库相比存在基础数据源、图形数据 采集方法等多方面的不同，因此需要对其建设流程进行改进。 ( 4 ) 利用r 2 v 的专业矢量化功能以及a r c g l s 软件的自身优势可以解决建库过程中的部分技术难 点。 ( 5 ) 合理利用a r c g i s 软件相关功能可以有效控制数据库建设过程中的质量问题，利用基于加权 平均的缺陷扣分评价方法对数据库的质量进行评价是可行并且有效的。 关键词：县级农村土地利用数据库 a r c g i s数据库质量南川区 a b s t r a c t t h et e c h n i c a ld i s c u s s i o no f c o u n t y l e v e lr u r a l l a n d u s ed a t a b a s e m a s t e rg r a d u a t eo fh u m a n g e o g r a p h yw a n gl i n s o n g s u p e r v i s o ra s s o c i a t ep r o f t i a ny o n g z h o n g a bs t r a c t l a n di st h ef o u n d a t i o no fh u m a nl i f e ，a n dt h eq u a n t i t y , t h eq u a l i t ya sw e l la st h es p a t i a la r r a n g e m e n t o fl a n dr e s o u r c eh a v ei m m e d i a t e l yi n f l u e n c e dt h es y n t h e s i sb e n e f i to fs o c i e t y se c o n o m ya n de n v i r o n m e n t w i t ht h ef a s te c o n o m i c d e v e l o p m e n t , i n c r e a s e dp o p u l a t i o n ，r a p i dd e m a n do ft h en o n - a g r i c u l t u r a l c o n s t r u c t i o na n ds e r i o u sc o n t r a d i c t o r yo fl a n ds u p p l ya n dd e m a n d ，h o wt om a k eg o o du s eo ft h el i m i t e d l a n dr e s o u r c ea n dh e l pt h es o c i e t ye c o n o m yd e v e l o pr a p i d l ya n dh e a l t h yh a v ea l r e a d yb e c o m eo n eo ft h e m o s ti m p o r t a n tq u e s t i o n sw h i c ho u rg o v e m m e n tm u s tf a c e t h ea p p e a r a n c ea n dr a p i d l yd e v e l o p m e n to f g i sp r o v i d et h et e c h n i c a ls u p p o r tf o rt h el a n dd e p a r t m e n tm a k i n gu s eo ft h ev a n g u a r dt e c h n o l o g yt o m a n a g el a n d , a n dt h el a n du t i l i z a t i o nd a t a b a s ei st h ea p p l i e da c h i e v e m e n to fg i su s e di nt h el a n dr e s o u r c e m a n a g e m e n td o m a i n i nj u l y , 2 0 0 7 ，t h es e c o n dn a t i o n a ll a n di n v e s t i g a t i o nc o m p r e h e n s i v e l yc a r r i e do u t b e i n gt h eo n eo f t h ei m p o r t a n ta c h i e v e m e n t so f t w o - i n v e s t i g a t i o n ，t h ee s t a b l i s h m e n to fc o u n t y l e v e lc o u n t r y s i d el a n d u t i l i z a t i o nd a t a b a s ew o u l dp l a ya l li m p o r t a n tr o l ei n t w o - i n v e s t i g a t i o n ”b a s e do nt h i sb a c k g r o u n d ， t h r o u g hc o n s u l t i n gt h er e s e a r c ht h e o r ya n dm e t h o da th o m ea n da b r o a d ，a n dp a r t i c i p a t i n gi nt h ep r o c e s so f c o n s t r u c t i n gd a t a b a s eb yo n e s e l f , t h i sa r t i c l eh a su s e dt h em e t h o do fa p p l i e dt h e o r ya n dr e a l i t yt os t u d yt h e p l a t f o r mc h o i c e ，t h ef l o wi m p r o v e m e n t , t h ek e yt e c h n o l o g ya n dt h eq u a l i t yc o n t r o l o fc o n s t r u c t i n g d a t a b a s e ，w h i c hw o u l dp u tf o r w a r dr e a s o n a b l ep r o p o s a lf o rt h ec o n s t r u c t i o no fc o u n t y - l e v e lc o u n t r y s i d e l a n du t i l i z a t i o nd a t a b a s e t h i sa r t i c l em a i n l yd r a w st h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n st h r o u g hr e s e a r c h ： ( 1 ) t h r o u g hc o n s u l t i n gt h em i m e dr e s e a r c ha c h i e v e m e n ta th o m ea n da b r o a d ，t h i sp a p e rh a sf o u n da s e r i e so fd e f i c i e n c yi no u rc o u n t r yl a n du t i l i z a t i o nd a t a b a s ec o n s t r u c t i o n ：t h eq u a l i t yo fb a s i sd a t ai s i r r e g u l a r ；也en u m b e ro fp l a t f o r mi sh u g ea n dc o n v e r s i o ni sd i f f i c u l t ；t h el a n du t i l i z a t i o ny u a nd a t a b a s e c o n s t r u c t i o ni sr e l a t i v e l yl a g g e d ；t h ed a t aq u a l i t yi sb a da n dt h ec o n t e n ti sn o n s t a n d a r d ；t h ed o c u m e n t m a n a g e m e n td o e s n tf a v o rt h ed a t am a n a g e m e n ta n dm u l t i - u s e ro p e r a t i o n 。 l l i 两南大学硕+ 学位论文 ( 2 ) t h r o u g hc o n t r a s t i n gt h ec o m m o ng i sp l a t f o r ms o f t w a r ei nm a r k e t ，t h i sa r t i c l eh a st h o u g h tt h a tt h e a r c g l ss o f t w a r ec o u l ds a t i s f yt h er e l a t e dr e q u e s to fc o n s t r u c t i n g c o u n t y - l e v e lc o u n t r y s i d el a n du t i l i z a t i o n d a t a b a s e ，t h e r e f o r er e c o m m e n d e dt h ea r c g i sa st h ec o n s t r u c t i o np l a t f o r m ( 3 ) c o m p a r e dt h ec o u n t y - l e v e lc o u n t r y s i d el a n du t i l i z a t i o nd a t a b a s ew i t ht h ec u s t o m a r yl a n d u t i l i z a t i o nd a t a b a s e ，t h i sp a p e rh a sd i s c o v e r e dt h a tt h e r ew e r eas e r i e so fd i f f e r e n c e ，s u c ha st h eb a s i sd a t a p o o l ，a n dt h e m e t h o do fg a t h e r i n gg r a p h i cd a t a t h e r e f o r ei tn e e d st om a k ei m p r o v e m e n tt ot h e c o n s t r u c t i o nf l o wo fc o u n t y - l e v e lc o u n t r y s i d el a n du t i l i z a t i o nd a t a b a s e ( 4 ) m a k i n gu s eo ft h es p e c i a l i z e da r r o wq u a n t i f i c a t i o nf u n c t i o no fr 2 va n dt h es u p e r i o r i t yo fa r c g i s s o f t w a r ec o u l ds o l v et h ep a r t i a lt e c h n i c a ld i f f i c u l t yi nc o n s t r u c t i o np r o c e s s ( 5 ) t h er e l a t e df u n c t i o no fa r c g i ss o f t w a r ec o u l dc o n t r o lt h eq u a l i t yq u e s t i o no f d a t a b a s e c o n s t r u c t i o np r o c e s se f f e c t i v e l y , a n db a s e do nt h ew e i g h t e da v e r a g ef l a wp o i n td e d u c t i o na s s e s s m e n t m e t h o d ，a p p r a i s i n gt h ed a t a b a s eq u a l i t yi sf e a s i b l ea n de f f e c t i v e i v k e yw o r d s ：c o u n t y - l e v e lr u r a ll a n d u s ed a t a b a s e a r c g i sd a t a b a s eq u a l i t y n a n c h u a nd i s t r i c t 独创性声明 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了标注。 学位论文作者：王饮板签字日期： 卅年午月如日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被 查阅和借阅。本人授权西南大学研究生部可以将学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密，口保 密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：王抓板 导师签名：回 签字日期： 砷年印月歹。日 签字日期： 砷年年月m 日 第1 章引言 第1 章引言 1 1 研究背景 土地是人类社会赖以生存的最基本、最重要的生产资料之一。掌握准确的土地家底， 是合理开发利用土地、有效保护耕地、保护土地生态环境，制定国民经济和社会发展规 划的科学依据，是国家实施可持续发展战略、全面建设小康社会的根本保斟1 1 。 为了了解土地资源的各种特征和规律，全面、准确的掌握土地资源的数量、质量及 分布格局，我国从1 9 8 4 年开始至1 9 9 6 年历时十多年时间完成了全国土地利用现状调查 工作( 第一次土地详查) ，获取了从每一地块到村、乡、县、市( 地区) 、省和全国的土 地利用、权属状况等大量翔实的第一手资料，形成了从l ：1 万到1 ：5 0 万的各种比例尺的 土地利用现状数据图，为我国土地管理工作奠定了坚实的基础1 2 j 。然而，由于全国土地 利用现状调查时间跨度长、范围广并且截至目前，距离上次调查已经超过1 0 多年时间， 全国大部分区县土地利用状况已经发生了巨大变化。要及时记录土地利用的变更情况， 如果仍然使用原始的管理方法( 手工记录、纸质存储) ，一方面不能满足经济快速发展 的需要；另一方面，也给资料的管理和存储带来了诸多困难。因此，采用现代管理技术 来记录、管理土地利用状况显得越来越重要【3 j 。 地理信息系统技术的发展为土地信息化的建设带来了不可多得的发展机遇，地理信 息系统简称g i s ( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ) ，是六十年代以来迅速发展起来的地 理研究新技术，是多学科交叉的产物。地理信息系统以地理空间数据库为基础，实现了 图形数据和属性数据的无缝连接，图形和属性的双向查询【4 l ，并采用地理模型分析方法， 适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务。因此，土地信息化 建设必须利用g i s 技术已被广大土地工作者所认同。 正是由于土地管理的需要以及地理信息系统技术的迅速发展，1 9 9 9 年1 0 月，国土 资源部决定在“数字国土”工程中立项，启动全国县( 市) 级土地利用数据库建设项目， 在全国范围内以统一的数据库标准、规范化的技术流程构建一批县( 市) 级土地利用数 据库并形成管理体系，在基层土地行政管理部门培养一批掌握计算机技术的现代化管理 人才【5 1 。建成的县( 市) 级土地利用数据库成果，不仅可以为县级土地管理部门的日常 业务工作提供现代化的技术手段，同时还可以为土地利用变更调查、动态监测、土地利 用总体规划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基础。 随着“数字国土”工程的不断推进，目前为止全国已有近千个县( 市) 按统一部署和 要求开展了建库工作。根据国土资源部于2 0 0 6 年9 月1 4 日公布的地籍管理“十一五” 发展规划纲要，我国将在“十一五”期间开展第二次全国土地调查，以摸清土地资源家 两南大学硕十学位论文 底，为严把土地“闸门”、严格资源管理提供基础依据，促进经济社会协调、可持续发展。 2 0 0 7 年7 月1 日第二次全国土地调查全面展开，与第一次土地利用调查相比，第二次 全国土地调查是在我国经济和社会发展取得巨大成就、国民经济发展对土地资源需求与 可持续发展战略需要严格保护土地资源这对矛盾日益突出的时候开展的【6 1 。这就要求本 次全国土地调查必须充分在利用现代科学技术成果的基础上，做到高起点、严要求、快 速度，力求使建成的土地利用数据库成果能够准确反映土地利用现状，为土地资源管理 和土地利用总体规划提供科学的依据。 依据“二调”中的数据库建设规程，今后我国土地利用数据库将分别以农村土地和 城镇土地为对象建设农村土地利用数据库和城镇土地利用数据库【7 1 。与传统县级土地利 用数据库在建设单位和范围上相似的县级农村土地利用数据库是今后我国农村土地规 划、利用、耕地保护等国土资源管理工作的基础和依据。 1 2 研究目的与研究意义 1 2 1 研究目的 本研究旨在运用现有的理论和方法，依据第二次全国土地调查数据库建设方面的相 关技术规范、标准，针对当前土地利用数据库建设中存在的一些问题与难点，研究县级 农村土地利用数据库建设过程中的关键技术以及数据库质量控制技术，期望对土地利用 数据库建设进行整体的、长远的、科学的指导，以达到顺利完成建库任务的目的。 1 2 2 研究意义 随着我国改革开放的深入和经济迅速发展以及人口剧增，使得农村城市化进程不断 加快，农村建设用地增长较快，农业结构不断变化，土地利用现状变化加快【8 】。对土地 利用变化进行快速的动态更新，有利于提高土地资源合理开发与利用的科学性，可以为 土地资源的可持续发展提供决策信息。建立基于时空变化的土地利用数据库系统能快速 准确提供土地利用各类面积及其分布动态变化状况，保证土地资源的协调发展规划建立 在科学翔实的资料基础之上 9 1 。因此，全面及时地掌握土地资源环境的基本状况对全国 各省乃至各县市都至关重要【l0 1 。尤其在县级农村土地资源管理过程中，每年都需要进行 以区县为单位的土地利用变更调查，要求能够快速获取土地利用的数量、质量、权属、 土地利用各地类的空间分布和利用状况，以及土地动态变化的信息和趋势。而传统的土 地利用现状管理采用手工式，在实际应用中表现出效率低，图件更新不及时、不到位， 土地利用现状资料现势性差等问题【l 。在此情况下，采用先进的空间信息技术和数据库 技术及时准确地掌握土地利用的动态变化趋势，实现数据的快速更新和有效管理，为土 地利用总量动态平衡的宏观调控提供高效的辅助手段已迫在眉睫【1 2 】。本文正是在此情形 下，经过对重庆市酉阳县和南川区土地利用数据库建设实践经验总结，提出一些提高建 2 第1 章引言 库效率、保证建库质量的技术与方法，从而为高效保质的建立数据库提供技术依据，从 而解决目前土地资源管理工作中效率不高、管理不便等问题，满足土地管理部门土地详 查业务管理的需求，为土地资源的开发利用、土地资源的评价与规划等任务提供信息支 持和决策依据。 第2 章文献综述 第2 章文献综述 2 1 国内外研究进展 目前，信息产业已成为世界各国经济增长的新的驱动力，各国都把发展信息产业和 信息技术放在极其重要的战略地位，纷纷投巨资建设本国的国家空间数据基础设施和数 字化地理数据【1 3 】。 2 1 1 国外研究进展 国外土地信息系统的发展大致经历了这样几个阶段：发展初期阶段、专门化发展阶 段、普及应用及网络化发展阶段【1 4 1 。g i s 在土地管理中的应用，国外起步较早。一些发 达国家，如美国、加拿大等，早在七十年代就开始进入了第二阶段。这一阶段，地理信 息系统主要用于土地资源调查、综合制图、土地利用预测、评价和规划等【l5 1 ，如澳大利 亚联邦科学与工业研究组织设计的土地利用规划信息系统和美国北卡罗来那州土地利 用信息系统n c l u i s 等系统将土地评价与规划过程相结合，使系统具有了综合性和实用 性，成为土地管理的有效手段。8 0 年代以来，发达国家大多数都已完成基于g i s 和 i n t e m e t 技术的国家级土地资源信息数据库及系统的建设【1 8 】，实现土地信息采集、更新、 处理和发布数据的计算机化管理，建立了面向社会不同用户的基于i n t e m e t 技术的土地 信息发布和信息服务平台，向公众提供在线土地信息服务，为各种级别土地利用规划和 地区经济的可持续发展提供技术支划蜘1 7 】。9 0 年代专家系统和人工智能技术被引入到 g i s 和l i s 的研究中，出现了知识型地理信息系统k g i s 和土地管理决策支持系统。例 如：在荷兰，土地信息系统既要充分利用先进的g i s 和数据库技术，又要向公众提供在 线土地信息服务。1 9 9 0 年土地登记采用数字形式，1 9 9 7 年完成全国地籍图的数字化工 作( 约3 0 0 0 0 多幅a 0 幅面的图件) ，1 9 9 9 年完成大比例尺地形底图的数字化。2 0 0 1 年 底系统提供w e b 环境下的基于终端仿真技术的信息在线发布。荷兰的地籍信息系统还 完全实现了对图形和属性历史数据的统一管理【1 9 1 。德国是世界上地籍管理历史最悠久的 国家，早在1 7 0 多年前就已经有建立在数学基础上相当准确的地籍图，其地籍管理信息 化建设始于土地信息系统( l i s ) 开发，经历了土地数据库( g d b ) 建设，自动化不动 产地籍簿前身( e l i 酬f o l i 科b e d v ) ，自动化不动产地籍簿( a l b ) 和自动化不动产 地籍图( a l k ) 这几个发展过程，目前德国正在实现将a l b 和a l k 合二为一，开发成 为官方不动产地籍信息系统( a l k i s ) 。a t k i s 融入到a l k i s 中形成统一化的 a l k i s a t k i s 数据模型将构成德国未来高度统一、以目标为导向的测量和地籍管理地 理数据基础模型【l s 】。另外在美国、日本、澳大利亚等许多国家已广泛实现了土地信息服 务计算机化，利用土地信息系统和城市地理信息系统大大提高了土地信息服务的利用效 益【2 0 】。 两南大学硕士学何论文 与此同时，在土地利用数据库理论研究方面，a l l yp e e r b o c u s 和g e n e v i e v ej o m i e r 对时态地籍数据库进行了研究，保证数据库的适时更新【2 。f r a n c oa r c i e r i 和c a r m i n e c a m m i n o 设计了s i s t e m ad ii n t e r s c a m b i oc a t a s t o c o m u n i 系统，运用到意大利地籍数据 管理【2 2 1 。j o o nh e o 和j e o n gh y u nk i m 研究地籍数据库的动态更新，并设计了相应的分 析模块【2 3 1 。 2 1 2 国内研究进展 我国的土地信息化起步较晚，土地利用数据库的建设在2 0 世纪8 0 年代才开始，且 由于当时的技术水平和条件的限制，使得建立的土地利用数据库存在许多不足，如：资 料存储介质为纸质不利保管；数据库更新速度慢，现势性差，利用效率低【2 4 1 。进入9 0 年代，随着计算机技术的发展，一些土地部门开始利用计算机管理土地信息，大部分单 位采用了数据库加c a d 的管理模式，利用数据库管理地块的属性信息，利用c a d 管 理地块的图形信息【2 5 1 。在当时的情况下，这种管理模式对土地管理的信息化起了积极的 作用，使土地部门的管理人员感受到了用计算机管理土地的优越性。然而这种模式有着 它致命的缺点，这就是地块的图形和属性信息的不一致性和维护的复杂性。在这种模式 下，土地信息化的建设很难健康发展下去。随着我国国土资源信息化的发展，国土资源 信息化系统建立的逐步实施，应用现代先进的计算机技术和g i s 技术建立土地利用数据 库的工作方兴未艾。 在实践方面，全国基本建成了国家级l ：5 0 万土地利用数据库，绘制了全国1 ：5 0 万 土地利用标准分幅图共2 1 5 幅，是全国土地资源调查图件汇总的重要成果【2 6 1 。在国土资 源部统一规划和组织下，在新一轮国土资源大调查纲要和实施方案的部署和安排下，以 1 ：l 万比例尺为主的县( 市) 级土地利用数据库建设工作于1 9 9 9 年9 月在数字国土工程 中立项，1 9 9 9 年1 0 月正式启动。“十五”期间，我国己完成耕地后备资源调查：城市 市区地籍调查完成8 6 ，建制镇地籍调查完成6 4 ；1 4 5 3 个县( 区、市) 完成l ：l 万 土地利用数据库建设：8 1 7 个县( 区、市) 建成了地籍信息系统【2 7 1 。各省县( 市) 级土 地利用数据库系统已在一些市、县土地管理局建成并投入使用，如阮见，刘波等利用 m a p g i s 软件建立了江西省土地利用数据库【2 硼；万奇灵，侯方国等利用a r c g i s 软件以 及g e o d a t a b a s e 数据库模型建立了洛阳市土地利用现状数据库【2 明；河南农业大学土地管 理教研室与堰师市土地管理局使用m a p g i s 软件共同建设的堰师市( 县级) 土地利用数 据库【3 0 1 。随着第二次全国土地调查工作的全面启动，土地利用数据库建设也发生了新的 变化，今后我国土地利用数据库将以农村土地利用数据库和城镇土地利用数据库为主构 建县、市( 地) 、省、全国四级的土地利用数据库体系。 在理论方面，土地利用数据库建设的研究主要有：廖凌松等在分析c o m ，o l e ， a c t i v e x 等技术基础上应用o p e ng i s 的方法对a r c l n f o 的c o m 软件结构和二次开发方 6 第2 章文献综述 法进行了探讨【3 1 】；廖之平等对各级行政区域界线的无缝拼接问题进行了探讨【3 2 】；何宗 宜通过a r c i n t o 进行矢量数据的转换、投影变换来达到数据库多数据源转换的研列3 3 l ： 刘纬，严琳的县级土地利用数据库建设论文中，阐述了基于m a p g i s 建设土地利用 数据库的方法，对其中的数据采集、拓扑建立、数据入库等技术作了探讨【3 4 】。 2 2 研究评述 综上所述，可以看出国外土地信息化工作的开展较早，技术较成熟，而我国的土地 信息化工作虽然起步较晚，但发展迅速。随着国土资源信息化进程的不断推进，全国各 地许多区县利用g i s 软件建立起了自己的土地利用数据库或正在建设中，对于数据库建 设中的一些关键问题许多学者也进行了相应的研究。然而，土地利用数据库的建设是一 项巨大的系统工程，在其建设过程中会遇到各种各样的问题与难点，目前存在的主要问 题有： 1 、基础数据质量参差不齐。 目前，我国传统的土地利用数据库的建立方式有两种：一种以第一次土地详查的数 据资料为底图建立基期年数据库，然后再将数据库按变更调查的情况逐年或一次性更新 到最新年份：第二种以最新的变更调查资料为底图建立数据库【3 5 】。但是无论采用哪种方 法，其基础数据都是以纸质或聚酯薄膜的扫描数据为主，由于存放时间较长以及扫描受 热等原因，图纸发生变形在所难免。另外传统变更调查的数据多以手画为主，数据在精 度上很大程度取决于调查人员的专业素质，从而造成基础数据的质量参差不齐。 2 、建库平台种类繁多，平台之间数据转换困难。 建库平台即软件的选择，目前可以用来进行数据处理的g i s 软件已越来越多，如 g e o m e d i a 、m a p l n f o 、m a p g i s 、a r c g i s 等。随着技术的不断提升，在市场经济的历练 下，大多g i s 软件功能日趋完善，在性能上也各有优缺点。然而由于某些方面的原因， 数据从一个平台转换到另一个平台时会出现数据丢失的现象。因此，为了便于数据共享 和数据汇总，建库软件平台的选择需要慎重考虑。 3 、土地利用元数据库建设相对滞后。 由于种种历史原因，土地利用数据库和土地利用元数据库建设没有同步开展。元数 据库系统建设相对滞后，造成已完成土地建库的县级单位搜集元数据信息的困难【3 6 】。另 外，一些建库单位和建库部门对“元数据 的重要性认识不足，轻视元数据库建设的现 象普遍存在。 4 、建库数据质量差、内容不规范。 由于一些建库软件的数据质量检查能力较弱，另外一些建库单位在数据库建立过程 中没有采取一种可行的数据质量保证措施，结果在数据质量方面产生了一系列的问题。 例如，土地利用要素分层和属性结构不规范，未维护拓扑结构，分区数据有重叠、重复、 7 两南大学硕十学位论文 缝隙和破碎多边形，缺少属性数据等。因此，存在上述问题的土地利用数据库中的数据 就不能满足实际应用系统的要求。 5 、以文件管理方式为主，不利于海量数据的存储与管理和多用户并发操作。 空间数据不同于一般的属性数据，空间数据具有以下特征：空间性、抽象性、多尺 度与多态性等【3 7 】。传统的基于文件方式的g i s 数据存储技术将图形数据与属性数据分 开存储，存在数据冗余度大、缺乏集中管理、安全性与完整性差等缺点，不利于海量空 间数据的存储和管理，而采用数据库技术存储空间数据是今后一段时间内g i s 数据管理 发展的方向。 2 3 本文的研究方法与技术路线 2 3 1 研究方法 l 、理论研究与实践相结合 本文的撰写首先查阅了大量的国内外文献参考资料，对土地利用数据库的建库理论 与方法进行研究，然后通过参与重庆市酉阳县以及南川区土地利用数据库的建设获得了 大量的实践经验。最终，通过理论与实践相结合的方法对县级农村土地利用数据库的建 设技术进行总结与探讨。 2 、对比分析法 本文在对土地利用数据库的建库平台选择、矢量化软件选择方面采用对比分析的方 法，结合软件特点以及相关建库要求选择出一款合适的建库平台软件以及矢量化软件。 3 、实验论证法 本文在矢量化软件选择部分通过设计实验指标，对三种常用矢量化软件进行地形图 以及土地利用现状图的矢量化实验，然后根据实验结果选择一款矢量化软件。 4 、实证分析法 本文结合第二次全国土地调查数据库的建设技术规范以及县级土地利用数据库建 设标准中对数据库质量的相关要求建立了一套数据库质量评价方法，并以重庆市南川区 土地利用现状数据库为例进行实例论证。 2 3 2 技术路线 本文在理论研究基础上，通过实际参与县级土地利用数据库的建设，对数据库建设 过程中的难点问题进行研究，总结实践经验，提出一系列技术解决方案、控制建库质量 的技术以及评价建库质量的方法，并实例论证数据库的质量，最后总结建库创新并讨论 技术改进。研究技术路线图如下所示： 8 第2 章文献综述 皇皇量皇曼皇曼量曼曼量量曼曼曼量量曼量量量量皇量毫曼曼曼曼曼曼篁量曼曼皇曼量量寡基曼曼鼍皇暑皇置曼舅曼鼍皇曼皇舅曼曼曼舅鼍曼皇曼曼舅量e 皇鼍nl l 图2 1 研究技术路线图 f i g 2 1 r e s e a r c ht e c h n o l o g yr o a d m a p 9 第3 章建库平台选择 第3 章建库平台选择 土地利用数据库的建设是建立在g i s 技术发展之上的，随着g i s 技术的发展以及 g i s 应用受到广泛的重视，各种g i s 软件平台纷纷涌现，据不完全统计目前有近5 0 0 种。 面对如此众多的g i s 软件，如何选择一款合适的g i s 软件作为建库平台是至关重要的 j 。本章就市面上常见的四种g i s 软件进行对比分析，并针对县级农村土地利用数据 库的特点推荐一款g i s 软件作为建库平台。 3 1 土地利用数据库平台选择的原则 基于g i s 的土地利用数据库是在计算机信息技术的基础上，按照规范、标准和统一 的地理空间关系，对土地管理过程中所涉及的各种信息利用计算机进行存储和管理，以 实现信息的快速查询、检索、修改更新、统计制表、分析预测和辅助决策，从而实现土 地管理业务过程的办公自动化【3 9 j 。根据土地利用数据库的目的和要求，在选择建设平台 时应满足以下原则：具有功能丰富且界面友好的数据编辑、管理以及查询功能。因土 地利用数据涉及到多种图形数据与属性数据，这些数据又是相互关联以及相互影响的， 这就要求g i s 软件能够提供实现空间几何图形与属性数据同步编辑、管理以及查询的功 能。支持多源数据的集成以及海量数据管理。由于土地利用数据库的数据来源多种多 样并且数据量往往非常大，这就要求g i s 软件能够提供对尽可能多的不同格式的数据的 支持以及支持对海量数据的有效管理。0 具有便捷的二次开发能力。土地利用数据库的 管理系统的开发以及土地利用专业应用都需要平台提供强大的二次开发能力。 具有实 用的空间分析能力。土地利用数据库的建立不仅需要满足制图以及数据统计的要求，还 需要提供实用的空间分析能力，从而实现对土地信息的分析预测，为土地管理工作提供 技术支持。 3 2 常用建库平台的特点分析 基于土地利用数据库平台选择原则，对市面上使用较多的g i s 软件g e o m e d i a 、 m a p i n f o 、m a p g i s 、a r c g i s 特点分析如下： 3 2 1g e o m e d i a g e o m e d i a 是由i n t e r g - r a p h 公司出品的桌面g i s 系统【4 0 1 ，作为桌面地理系统，它是 以数据库为中心的新一代g i s 平台，它的主要优点包括：多元数据的无缝集成。可将 多个g i s 的空间及属性数据直接读取，无需中间转换，避免信息丢失。先进的数据库 管理方式。g e o m e d i a 内嵌关系数据库引擎，可以对o r a c l e 、a c c e s s 数据进行直接读取。 o 强大的二次开发环境。g e o m e d i a 采用o l e c o m 技术，可使用户开发基于控件的自 主应用系统。 强大的信息发布功能。w e b m a p 允许用户使用标准的w e b 浏览器访问 西南大学硕十学位论文 地理数据信息。 g e o m e d i a 的劣势主要是目前其只能运行在w i n d o w s 系统平台上，对于一些建立在 u n i x 等平台的大型数据库无法提供支持，不利于跨平台操作，兼容性较差。 3 2 2m a p l n f o m a p l n f o 公司是全球最早开始从事地理信息系统软件研制的公司【4 1 1 ，作为桌面地理 信息系统的代表，它的特色有：较强的地图显示处理和数据查询分析功能。0 支持关 系型数据库管理。m a p l n f o 支持s q l 查询，通过o d b c 可以动态链接到多种关系数据 库。0 完善的系统开发工具。m a p l n f o 提供了m a p b a s i c 作为配套的用户开发工具，允 许v b 、v c 抖、d e l p h i 等开发语言，把m a p i n f 0 地图作为一个对象加以调用。对工作 环境的配置要求不高。 m a p l n f o 的劣势主要有：缺乏拓扑结构的定义；管理的数据量不大，当系统数据量 增大时，系统效率降低，甚至不能运行，不适用于大型的系统；用m a p b a s i c 编写的程 序不能脱离m a p l n f o 环境运行。 3 2 3m a p g l s m a p g i s 是由中国地质大学开发的一款优秀的g i s 软件，它属于矢量数据结构g i s 平台【4 2 1 。该产品的主要优势有：海量无缝图库管理。m a p g i s 提供了建立图库、修改、 删除及图库漫游等一系列操作。c 2 9 高性能的空间数据库管理。m a p g i s 具有c l i e n t s e r v e r 结构，多用户访问管理、动态外挂数据库连接等功能。0 全中文操作。由于m a p o l s 是 一款国产的g i s 软件，这有利于初学者学习使用。丰富的二次开发手段。目前主要包 括a p i 函数库、m f c 类库、c o m 组件和a c t i v e x 等4 种开发方式。 m a p g i s 的缺点主要有：操作界面较为繁琐，不易操作；系统管理功能较弱，不利 于大型数据库的管理：缺乏专用数据库的支持【4 3 1 。 3 2 4a r e g i s a r c g i s 是由美国环境系统研究所( e s r j ) 开发的目前世界上使用最多的商业化软 件之一，其最新版本为a r c g i s 9 3 t 4 4 1 。a r e g i s 是一个用来构建完整g i s 的软件产品集 合。如图3 1 所示，a r c g i s 的基本体系能够让用户在任何需要的地方部署g i s 功能和 业务逻辑，无论是在桌面、服务器、网络还是在野外。 ： 1 2 d e s k c o pg i s 埔l s d e 如o p e m b e d d e dg i s 掣，掣 。i “：= i b i ”b s e r v e rg i s _ , t c g l 5s c , v e r a r c t m s ”、匿 m o b i l eg i s 图3la r c g i s 9 体系结构 f i g31 a m h i t e c t u mo f a r c g i s 9 a r c g i s 是以矢量数据结构为主体的g i s 系统，它是通过关系数据库管理属性数据。 该产品具有以下特点：强大的空间数据引擎a r c s d e 。a r c s d e 成功解决了大型数据 库多用户共享、快速响应的技术难点。a m s d e 数据引擎采用g e o d a t a b a s e 数据模型将 空间数据( 包括矢量数据、d e m 数据、栅格数据、影像数据) 统一在大型届性数据库 ( 支持s q l s e r v e r 、o r a c l e 、d b 2 、i n f o m i x ) 中管理，大大拓展了空问数据的容量，使 海量数据得以存放。0 开放的开发环境o d e 。a r c g i s 提供了开放的开发环境o d e ，用 户可咀用v i s u a lb a s i c 、v i s u a lc 、d e l p h i 、p o w e r b u i l d e r 等可视化语占在程序中1 扼入o l e 控件，缩短开发周期。o 强大的空问分析功能，a r c o i s 不仅可以提供诸如空间数据关 系( 拓扑结构) 建立，数据叠加、裁剪和缓冲区分析，区域数据合并、分割等基本的分 析功能，还能够完成土方量计算、生成d e m 、空间插值等一系列复杂分析功能。o 提 供一体化的地图绘制、显示、编辑和输出的集成环境。0 优秀的向上升级和向下扩展性。 该产品是目前唯一支持全系列操作系统的g i s 软件它可以运行在w i n d o w sn t 、 s u n s o l a r i s 、h p u x 、s g i i r x 等系统。 a r c g l s 的缺点主要有：系统庞