ArcGIS在地籍建库中的应用与研究

毕 业 论 文ArcGIS在地籍建库中的应用与研究摘 要地籍调查是指依照国家的相关法规,通过权属调查和地籍测量,查清宗地的权属、界址线、面积、用途和位置等情况,形成数据、图鉴、表册等调查成果,为土地登记、核发证书提供依据。而农村地籍建库是为了更好地信息化管理农村地籍数据,在建库过程中借助ArcGIS平台中的拓扑检查功能能使得数据成果更加完善。本文主要介绍了农村地籍建库的实现及ArsGIS在建库中的应用，阐述了地籍建库中数据模型选择、地籍对象提取及建模、建库技术路线以及数据质量保证等问题的解决办法。关键词：地籍地籍建库建模数据质量目录 目录摘 要I1绪论11.1 引言11.1.1 概况11.2 研究进展11.2.1 国外研究进展11.2.2 我国研究可视化22地籍对象建模22.1地籍对象的提取22.2地籍对象表结构设计32.3地籍数据库建立的技术路线32.4数据质量保证43发展趋势53.1高质量源数据地籍数据库53.2城乡一体化地籍数据库6结论7致谢8参考文献9黑龙江农垦科技职业学院农林系学生毕业论文1绪论arcgis desktop 是一个集成了众多高级gis应用的软件套件，它包含了一套带有用户界面组件的windows桌面应用。作为一个可伸缩的平台，arcgis无论是在桌面，在服务器，在野外还是通过web，都为个人用户也为群体用户提供了gis的功能，这就使得arcgis能够在本次土地调查中得到良好的应用。1.1 引言地籍信息系统属于地理信息系统范畴，利用GIS强大的空间数据处理技术来建设农村地籍数据库，能够实现地籍图文数据的一体化管理，是现代地籍管理发展的方向。而城市地籍信息系统中，地籍数据库的建设是重中之重。建库工作中数据模型的选择至关重要。本人在第二次全国土地调查中所做的是农村部分，本文主要研究在arcgis下建立了农村土地调查数据库，结合内、外业调查的实际情况进行了数据入库，对入库数据进行了检查，实现了第二次全国土地调查数据库的建立。1.1.1 概况地统计学是在大量样本的基础上，通过分析样本间的规律，探索其分布规律，并进行预测。地统计学认为研究区域中的所有样本值都是随机过程的结果，即所有样本值都不是相互独立的，是遵循一定的内在规律的。因此地统计学就是要揭示这种内在规律，并进行预测。而地统计分析的核心就是通过对采样数据的分析、对采样区地理特征的认识选择合适的空间内插方法创建表面。因此本次设计就是为了掌握ArcGIS地统计分析的三个主要模块，选用克里格方法生成高程表面完成多种地统计分析，比较不同方法进行表面预测的优劣。）1.2 研究进展1.2.1 国外研究进展地统计学是以区域化变量理论为基础，以变异函数为主要工具，研究在空间分布上既有随机性又有结构性(或空间相关和依赖性)的自然现象的科学。地统计分析方法已成为空间统计学的一个重要分支，很长时间以来，地统计分析一直没能很好地和GIS分析模型紧密结合在一起，成为GI20世纪80年代是GIS发展具有突破性的年代，伴随着计算机科学、现代数字和计算机图形学的发展GIS逐步走向成熟，并在全世界范围内全面推广，应用领域不断扩大，并与卫星遥感技术结合，开始应用于全球性的问题，涌现出一批有代表性的GIS软件，如ARCGIS,MGE，GeoStar，MAPINFO，ERDAS,Citystar等。ARCGIS是美国环境系统研究所（Environment System Research Institute,ESRI）开发的新一代GIS软件。它由数据服务器ArcSDE S软件的一大遗憾。ARCGIS地统计分析模块的出现为地统计学和GIS之间架起了一座桥梁，使得复杂的地统计方法可以在软件中得以实现。ARCGIS与地统计方法的结合具有重要的开创性意义，通过测定预测表面的统计误差，GIS应用人 5员首次能够对预测表面的模型质量进行量化。虽然众多学者都已经在空间数据插值方面做了大量的研究工作，并将不同的插值方法应用于各自领域中，但是基本上都是一些简单的应用，没有针对地质空间可视化这一具体问题对各类算法做充分的论证比较。在地质空间可视化数据插值方面，要想达到较好的插值效果，就要完成包括对具体地质条件的分析，对现有各类数据的整理、筛选和预处理，以及针对具体插值算法的理论模型的选择和插值参数的确定等等必要的步骤，而对于这方面的全面的研究更是少之又少，很多都是根据经验、行业惯例或现有条件简单的选择一种。1.2.2 我国研究可视化随着GIS和计算机技术的不断发展和人们在研究工作中对空间高质量数据的要求,空间数据插值应用越来越广,受到人们的高度重视.。以ARCGIS、Oracle和SQL+软件的支持下，运用ArcGIS 中地统计分析的功能,对自己所做的具体工作进行详细总结。许多地理调查和勘察的结果为一系列离散的、空间上分布不均匀的数据，而由于工作场地及资金成本等问题的限制，在一定的研究区域内往往只能获得有限的数据和勘察资料，对许多现象的解释以及构建三维数据模型往往都是基于这些数据做出的。这就要求使用插值技术、选用合适的插值算法来对研究场区进行有效的数据加密，最大限度地利用这些数据所蕴涵的信息，这是实现地理空间可视化的关键步骤，也是许多地学家和计算机专家一直探索的课题。2地籍对象建模2.1地籍对象的提取宗地和权利人对象。地籍管理的主要业务是进行地籍的各项登记,弄清各宗地的权属关系。地籍登记的客体就是宗地,宗地是进行地籍管理的基本单位,也是最基本的语义对象。地籍号是在地籍调查时确定宗地的唯一编号,是宗地的对象标识。根据地籍登记卡中对宗地登记的内容,可列出宗地语义对象的属性,如宗地坐落、宗地使用权面积、地籍登记、宗地权属性质、宗地用途、宗地地价等。这些属性在地籍登记申请表和地籍登记审批表中都作为一个属性整体重复出现,为便于属性查询,可将这些属性当作属性组来管理,而不作为对象处理,是因为这些数据只涉及宗地对象本身,一旦宗地不存在,其对应的基本属性也不复存在。图形对象、宗地对象和其它对象(如权利人)的不同之处在于其具有显著的空间位臵和域界,并具有一定的几何形状。在地籍管理中,对宗地图形的管理是一个非常重要的内容。宗地图形的确定需要精确地进行每一个界址的标定,图形的任何改变,即便是在原有形状基础上界址点的增加(宗地属性未发生变化),都会引起整个宗地的变化,需要该宗地的权利人进行变更登记,重新发证。因此,相对于宗地的属性来说,宗地图形是相对独立的语义对象。面向对象进行数据建库的过程中，需要对地籍要素进行提取。地籍建库对象可以分为：点状地籍对象、线状地籍对象和面状地籍对象。具体为：界址点（点状）、界址线（线状）和宗地（面状）。2.2地籍对象表结构设计对象表结构的设计内容既包括对象的固有属性，也包括对象的扩展属性。扩展属性的确定需要综合考虑系统的需求，亦要考虑数据的冗余及建设成本。表结构示例见表2-1。表2-1地籍对象表结构字段名代码说明内部编号ParclID(*F- NO)类别码FeatureID区划代码CantonCode乡镇代码TownCode街道代码StreetCode街坊代码Blockcode原地代码OriParceNO预编地代码PreParcelNO所有者Proprietor土地所有者地籍号ParcelNo宗地编号，地号2.3地籍数据库建立的技术路线地籍数据库的建立是指利用地籍软件提供的数据处理和管理功能，将经过编辑处理的图形数据进行入库处理，建成地籍管理数据库。由于本研究选用的ArcGIS8.3平台，新引入了基于规则的拓扑关系，对建立各种不同数据层之间的拓扑关系带来了很大的方便。本研究的数据库建立技术路线如图3-1所示。图3-1数据建立路线图全野外地形地籍数据数据格式转化籍数据宗地面界址线界址点宗地注点地类面地类线地类点地类注点地形面地形线地形点图形数据与属性数据编辑与检查地籍地籍数据提交入库地形点地形线地形面2.4数据质量保证地理空间数据是GIS最基本和最重要的组成部分之一，也是GIS中投资比重最大的部分。数据质量的好坏，直接影响系统应用分析结果的可靠性和系统应用目标的真正实现。因此，对空间数据质量进行控制是空间数据处理的一个重要方面，对其深入讨论意义重大。在实践中，可以通过程序实现如下检查：1）地信息检查a、各图层（表）坐标系统正确性（坐标范围一致）检查；b、各图层（表）名称、表字段名称的正确性、完整性检查；c、各图层（表）字段顺序、类型、长度、精度的正确性，字段顺序是否一致，是否多冗余字段，数据类型与图层定义一致性检查；d、各图层（表）中必填字段是否填写；e、检查各图层中的要素代码的正确性；f、根据分层设臵信息，检查各分层的信息正确性；2）图形部分检查a、坐标值有效性检查界址点坐标值有效性、坐标精度、点位等信息的正确性；控制点坐标值有效性、坐标精度、等级、类型等信息的完整、有效性检查；界址线边长的检查（是否超过指定标准，两界址点间距离是否等于所填数据）；界址线性质、位臵、类型等信息的完整性、有效性检查；图形重叠性检查、缝隙检查、自相交检查；同一层数据，根据容差值，检查数据（点、线，面，注记）是否重复的检查；b、宗地拓朴关系检查宗地、界址线、界址点逻辑一致性检查宗地数与界址线所闭合宗地数以及各界址线所使用界址点的有效性检查；叠加错误，如两宗地有重叠、宗地在行政区（街区、街坊）之外和拓扑关系检查。3发展趋势在目前实际的研究和应用中,地籍高质量源数据的获取、数据的更新和时间维表达及地籍数据库与其他土地利用数据库的一体化管理等方面还有待于进一步研究和完善。3.1高质量源数据地籍数据库地籍数据库源数据的最大特点,一是信息种类多,二是图形精度要求高,所以在地籍建库中必须获取高质量源数据。而源数据绝大部分来源于测图软件,所以测图软件和地籍管理信息系统之间的数据交换成了地籍建库控制数据质量的新问题,而大多测图软件是在CAD平台基础上开发而成,各类专业地籍信息管理系统大多是由通用地理信息系统平台开发而来,因此地籍建库中源数据获取的关键在于测图软件(CAD)和地理信息系统软件(GIS)格式之间的数据转换。有以下四种途径进行数据转换:1)在两个基础软件(CAD与GIS)之间直接转换或读取,这种方法数据丢失量大,尤其对属性数据。2)通过中间标准文件格式,如3.mif格式,需要两次转换,产生大量数据冗余,而且结果只能满足最低的公用数据标准。3)由地籍信息管理系统的直接读取,方便快捷,精度高。这种方法要求所采用的专业地籍系统具有直接读取测图软件数据并保证一定数据精度的功能,目前国内大多产业化地籍信息系统已具有此功能。4)开发基于GIS标准的测图系统,也是一个很好的途径,目前已有国产GIS软件商推出依据GIS平台的测图软件,但所推出的测图软件在功能上还有待提高。第1)、2)种方法是过去常用的方法,目前基本不再用,第3)种方法在全国第二次土地调查中用的较多,它和第4)种方法将是地籍建库中高质量源数据获取的发展趋向。3.2城乡一体化地籍数据库目前,城镇地籍管理信息系统和土地利用现状管理信息系统两种系统并存,而且由于历史原因,城镇地籍调查和农村地籍调查是两个相对独立的体系。这使得标准不统一、土地分类体系不统一、难以进行数据共享和重复利用,随着城乡融合发展和“数字国土”工程的推进,城乡一体化地籍管理模式已经得到初步研究,而且也是地籍信息系统的发展趋势。与此同时,新一代地籍管理信息系统应设有与其他土地利用系统一体化的接口,以便于“数字国土”和“数字城市”的构建。9 结论本研究通过对现有术条件（空间数据库技术、面向对象技术、质量控制技术等）的分析，研究如何利用GIS软件和数据库软件实现城市地籍数据库建设，探索一套相对完善的地籍建库模式，研究数字地籍测量中影响精度的因素及控制方法，将时空数据管理方法引入到地籍要素的管理中。致谢三年的大学生活即将结束，自此论文即将付梓之际，谨向所有关心过我学习和生活的老师、同学和家人致以衷心的谢意。首先我要由衷的感谢我的指导导师王秀梅。导师渊博的知识、严谨求实的作风、宽广的胸襟、孜孜不倦的工作精神和敏锐的科学嗅觉让我受益匪浅，成为我人生的导航。本论文是在导师王秀梅教授悉心指导下完成的，从论文的选题、构思以及论文的修改方面都凝聚了导师的大量心血，作为学生在此对导师致以最真挚的感谢。感谢我的父母及亲戚朋友，是他们给了我学习的动力和巨大的精神支持，使我顺利完成了学业。向他们表示诚挚的感谢。参考文献1谭峻.地籍管理的原理与方法M.北京:中国人民大学出版社,2005.2罗辉.地籍数据库的建设与质量控制J.北京测绘,2000(4):26-28.3詹长根.现代地籍技术(第五讲)地籍信息系统J.测绘信息与工程,2004,29(5):44247.4ICSMCadastralDataWorkingGroup.NationalCadastralDataMode.JAustralia.5刘昌勤,廉永海,侯刚栋.现代城镇地籍数据库建设及相关问题研究J.测绘与空间地理信息,2008,31(4):89-90.6李天文,张友顺.现代地籍测量M.北京:科学出版社,2004.7王国平,汤开文.浅谈城镇地籍数据库建设中的数据质量控制J.国土资源导刊,2008,5(4)84285.8宋宗孝