基于MAPGIS的土地利用数据库建设与研究

1、测绘第34卷第6期2011年12月 263基于MAPGIS 的土地利用数据库建设与研究吴达银1徐朝术2梁文旭1黄良3（1四川省地质工程勘察院，四川 成都 610072；2四川省地质矿产勘查开发局四五地质队，四川 成都611830；3四川省核工业地质调查院，四川 成都 610061）摘要 基于MAPGIS 平台，按照土地利用数据库的设计要求，详细阐述了通过专题数据建立土地利用现状数据库的建库过程，并对基于MAPGIS 数据库建设中出现的问题进行探讨。对建立的数据库，进行统计和汇总，输出各种专题图表，可供土地部门进行合理规划和决策。 关键词 MAPGIS；土地利用；数据库中图分类号 P208 文献

2、标识码 A 文章编号 1674-5019（2011）06-0263-04The Construction and Research of Land Use DatabaseBased on MAPGISWU Da-yin1 XU Chao-shu 2 LIANG Wen-xu1 HUANG Liang 3(1. Sichuan Geological Engineering Investigation, Chengdu 610072, China; 2. Sichuan Bureau of Geology and Mineral Resources Geological Team 405, Ch

3、engdu 611830, China; 3. Sichuan Institute of Unclear Geology, China Abstract: Base on the MAPGIS platform, this paper introduced the construction process of the land use database byusing the thematic data according to the design requirement of the land use database, and discussed the problems in the

4、 construction of database based on MAPGIS. The analysis of statistics and collection through the database will export kinds of the thematic diagrams or charts, it can plan and decide reasonably for the department of land. Key words: MAPGIS; Land use; Database1 引言在县级土地资源管理中，每年都需要进行以县区为单位的土地利用变更调查，要求能

5、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。然而，传统的土地利用现状管理采用手工模式，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。所以，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。应用MAPGIS 平台建立土地利用数据库，其目的是为了查清行政区域内各类土地利用和农村土地产权状况，全面更新现有土地现状数据图件资料，并将这些调查成果数字化，保持土地利用现状数据图件资料的现势性和准确性

6、，为制订国民经济发展计划、土地利用总体规划、土地利用日常管理等工作提供基础性资料，确保相关土地管理制度的有效实施。作为国土资源信息化建设的重要组成部分，土地利用数据库系统必须遵循以下原则：（1）标准化；（2）一致性；（3）完整性；（4）有效性；（5）安全性；（6）扩展性；（7）可管理性；（8）先进性。土地利用数据库系统设计目标包含：（1）实现对土地利用数据库的高效管理； （2）衔接国家、省、市、县四级土地利用数据库，满足省级土地利用数据更新及县级土地利用数据变更工作的要求；（3）满足各级政府职能部门、企事业单位与社会公众对土地利用信息的需要；（4）满足土地利用动态遥感监测外业核查工作的需求。2

7、 数据库设计要求采用海量空间数据管理技术对数据进行一体化设计和管理能真正实现数据的共享。按这种数据组织方式，结合灵活的具体实现，土地利用数据库系统可以提供给用户灵活直观的数据入库手段、强有力的数据查询途径和高效快捷的漫游显示等功能和特性。系统针对国土资源数据管理的特殊性提供给用户块与块间的拼接功能，易于实现对整体查询和测绘第34卷第6期2011年12月 264归并检索输出，同时保证快速、高效的性能。 2.1 数据字典数据字典是各类数据描述的集合。它包含某一行政区域内所有的行政代码与行政名称、坡度码与坡度级别、权属性质、地类代码与地类名称、测量控制点、界限类型、界限性质、等高线图层等数据信息。数

8、据字段是数据检索的重要手段。 2.2 数据库的物理分离与逻辑统一在海量的地籍数据中，可以利用行政区划代码形成的行政区划索引快速检索出相应数据。通过这种机制系统最终实现在物理上分离的多源、多比例尺、多投影方式的一体化管理，实现图形数据浏览查询统计的动态交互、自动切换，达到逻辑上所有数据完全一体，既方便了更新又便于使用。 2.3 数据存储在数据库的物理分离与逻辑统一的基础上，将数据按行政辖区和年度存放在指定的物理数据库中。数据的名称应反映数据的行政辖区和年度，以方便数据检索。 2.4 数据访问方式系统采用当前流行的ADO 数据访问方式，并通过网络连接直接访问SQL Server、Oracle数据库

9、，遵循开发式系统标准，支持运用TCP/IP协议的LAN 和WAN 环境。 2.5 数据安全机制在建设土地利用数据库时，安全性是考核数据库优劣的一项重要指标，是保障合法用户利益不被侵害的基础。土地利用数据库建设中采取的安全保障措施主要有：通过数据所有权的验证机制，保证用户数据的安全性；通过授权机制，实现用户数据的共享。3 土地利用数据库建设过程在进行土地利用数据库建设中，从资料准备，到内业判读，再到外业调查，最后到建库，需要分阶段检查、总结分析，确保数据的准确性。针对土地利用数据库的建设要求，具体操作过程主要有：（1）工作准备，主要有建库人员组织准备、资料准备数、数据库设计等；（2）建立图形、属

10、性结构，主要有底图扫描、光栅校正、镶嵌配准、分层矢量化、属性数据录入、数据拼接等；（3）检查、改错，主要有点输入正确、线划规范、线状地物宽度、拓扑检查等；（4）建立数据库，主要有建立图幅索引、设计数据字典、图库管理、空间分析、投影转换；（5）成果输出，主要是图件输出、表格输出和报告输出。 3.1 原有资料及相关文件的收集充分收集可用的资料及相关法规文件是建库的前提工作，是工作的进一步开展的依据。数据源资料应选择最能体现现势情况的图件和数据资料，主要资料有：（1）110000土地利用分幅图； （2）历年土地利用变更底图；（3）县、乡、村级土地利用分类面积汇总表； （4）理论面积与控制面积接合图表

11、； （5）外业调查手簿； （6）土地统计台账；（7）航片和其他相关电子数据等； （8）县(市级土地利用数据库标准； （9）县(市级土地利用数据库建库规范。 3.2 内业判读和外业调查 3.2.1 内业判读这主要是利用遥感影像对明显地物进行室内判读，进行人机交互解译，结合研究区域的地理位置，识别明显的地物。 3.2.2 外业调查利用遥感技术进行野外核实和补判，进一步调查土地的利用情况。遥感技术在某些具体环节中，必须与地面调查技术相结合（如零星地物及其变化的测量、线状地物的宽度和权属界线的变化等）。在解译工作完成之间后，为保证解译结果的准确性，必须进行野外抽样调查，对解译中的疑点作进一步核实，并对

12、解译完成的影像草图加以完善和修改。 3.2.3 内外业综合处理通过内外业的操作，对成果进行分层矢量化。数据的分层、编码遵循县（市）级土地利用现状数据库建设数据采集分层编码规定，通过MAPGIS 县(市级土地利用数据库管理系统对矢量化的空间数据建立数据结构，然后录入基本的地物属性，如地类码、图斑号、线状地物宽度及扣除方式等，并建立以村为单位的更新调查记录手簿，以备土地部门查阅和核实。 3.3 数据入库在建立土地利用数据库之前，需要准备好入库所需文件：（1）数据字典：是数据库设计的重要内容，它描述了数据库中的属性字段与组成。其内容包括权属名称及代码、地类名称及代码、坡度代码等系统参数代码及对应的图

13、形参数，还有专题数据变更类型等内容。（2）接图表文件：行政区划范围内的标准比例尺分幅的索引图。行政辖区文件：包括乡和村级的辖区文件，有测绘第34卷第6期2011年12月 265点文件(*.WL和线文件(*.WP。（3）零星地物、线状地物、图斑层、标签注记和影像层：这些文件是土地利用数据库的基础数据，其中部分数据的属性已在人机交互解译矢量化时录入。此外，若在已有资料上进行土地变更调查，需要土地利用变更地图及记录表等数据，并在数据库中建立历史项目。还需要对入库数据进行检查，根据内外业工作的技术路线，在进行大同新荣区土地调查中，需要检查的内容主要是：（1）线弧的拓扑错误检查，包括自相交、悬挂、坐标重

14、叠等问题，加以改正；（2）数据的属性检查，包括丢漏斑、飞地权属、属性为空等问题；（3）地类要素参数的检查，主要是地类界线、图斑颜色、权属界线等；（4）以村为单位，检查接边处是否、有无重叠等；（5）对照记录手簿，检查数据与实际调查是否一致，尤其检查国有和退耕还林地类。 3.4 数据检查和处理土地利用数据库主要有影像层、行政和权属区零星地物、线状地物、图斑层、地类区和标签注记等文件。对于初步建立的土地利用数据库要进行数据的检查和处理，以便在进行统计汇总时成果的准确性。主要有：（1）利用系统下的建库工具进行拓扑处理，主要是处理拓扑关系不正确的图形数据；（2）同类文件拼接，处理文件边界处的拓扑关系和碎

15、小图斑；（3）根据文件输属性和文件内属性赋值，能够根据ID、空间位置或其他条件在文件间自动赋属性数据，还可以文件本身属性互相赋值；（4）文件面积单位换算；（5）在汇总菜单下，逻辑错误检查和属性常规检查，进行面积、逻辑和属性结构检查，确保数据的正确性和完整性；（6）数据预处理，检查属性录入为空的对象线状和零星地物面积超出所在图斑面积的对象，只有预处理正确才能进行数据表格汇总等操作。4 土地利用数据库建设中若干技术问题由于土地利用数据库的建设是实现对海量的土地信息管理的过程，所以在数据库的建设过程中不可避免地会出现很多问题。这些问题得到很好的解决，土地利用数据库的建设将更加完善。 4.1 底图质量

16、数据库建设所使用的底图不同，对数据库建设的质量有很大的影响，现在比较常见的底图介质，有聚脂薄膜图、单色纸图、彩色纸图、正射影像图（相纸）等。根据不同的底图介质，应该采用不同的扫描方式以获取较为清晰的图像。聚脂薄膜图和单色纸图一般采用黑白二值方式扫描；彩色纸图则一般采用灰度方式扫描。在扫描过程中，要注意图纸的放置是否平整。若图纸因折叠保存或其他原因而产生褶皱问题，在扫描前用电熨斗熨平。可采用Photoshop 等专业图像处理软件对扫描出来的图像进行处理，以确保整幅图图像清晰、色调均衡一致、视觉效果良好，便于进行后续的矢量化工作。如果相邻图边影响图幅接边质量，可以用Photoshop 将每幅图的图

17、边裁掉。 4.2 矢量化问题矢量化过程主要是对图上的点状要素和线状要素进行数据采集，并根据采集的图斑线拓扑生成面状要素。由于数据量大，在矢量化过程中很容易出现重复图斑号点，缺少地类码、线划错位、错误的图斑号和地类码、问题。注意要将不清晰或遗漏的图廓点标绘清楚，将模糊不清的各种线状图件进行加工，以减少数字化和数据编辑处理的工作量。具体有几个方面：（1）检查相邻图幅的接边情况，线状要素的连续性，图斑界线是否闭合、与水系的关系是否正确，以及各类标注是否清晰；（2）在矢量化过程中将点、线、面的图层分清楚；（3）在检查、改错阶段仔细校对，进行自检和互检，以保证数据库的建库质量。 4.3 接边问题数据接边

18、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。拼接过程中，相邻图幅间同名要素距离小于0.3mm （图面单位）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10.3mm（图面单位），将两要素名移动一半，在中间部位结合。若出现超出1mm 较大距离情况，应该检查底图和外业手薄，并与当地人员联系协调解决接边线的位置情况。分幅矢量化的图形必须经过图库接边处理，同类图元合并后，才能进入MAPGIS 软件建库，这样能够保证图与图之间不会出现线划错位的现象。 4.4 面积汇总首先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

19、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，并检查毛面积之和是否等于图幅理论面积。再根据毛面积计算生成净面积，计算公式是：净面积毛面积线状地物面积零星地物面积田坎面积。其中，线状地物面积和零星地物面积可以利用MAPGIS 汇总；田坎面积可以利用MAPGIS 自带的公式自动生成，也可以输入公式手动生成。田坎面积测绘第34卷第6期2011年12月 266（毛面积线状地物面积零星地物面积）×田坎系数3。5 土地利用数据库的成果分析及评价土地利用数据库的成果主要是统计和汇总图表，还可以按辖区、图幅、权属和自定义范围输出土地利用现状图，土地利用数据库目的就是要实现国土资源的数字化管理，了解现有土地的使用情况，为将来的合理规划服务，是基础性的数据。在MAPGIS 土地利用数据库系统中，汇总表格菜单下面，可以依据数据字典进行土地统计台帐、国有和集体土地面积汇总、变更调查记录、耕地结构分析、变化趋势分析和用地程度分析等。根据输出的图表，结合土地部门提供的资料就可以对所建立的数据库进行分析评价，了解土地的变化趋势，进而为国土部门合理决策提供依据