建立土地利用现状数据库过程中的面积误差分析

1、文章编号：（2003）1000-264201-0070-03第25卷第1期2003年2月西南农业大学学报Journal of Southwest Agricultural Universit y Vol. 25，No. 1Feb. 2003建立土地利用现状数据库过程中的面积误差分析罗光莲1，廖铁军1，周章银2（1. 西南农业大学资源环境学院，重庆四川宜宾400716；2. 四川省宜宾市国土局，644000）摘要：利用地星软件，用图件扫描数字化的方式建立的土地利用现状数据库，面积误差主要来源于原始资料、扫描过程、矢量化过程和数据处理程序。根据以图幅为单元进行理论面积与计算机自动产生面积进行的误差

2、分析和以统计的一级地类为对象进行的误差分析表明，用地星土地变更调查信息系统进行建库工作，精度完全能达到要求。目前国土部门的原始数据平台详查数据应向土地利用现状数据库数据转换，即由详查数据+历年变更数据模式向土地利用数据库数据转换。关键词：土地利用现状；土地利用现状数据库；面积误差分析文献标识码：A中图分类号：F 321.1；P 208：P 207ANALYSIS OF ERRORS IN AREA IN THE COURSE OF THE ESTABLISHMENT OF CURRENT LAND USE DATABASELUO Guang -lian 1，LIAO Tie -jun 1，ZH

3、OU Zhang -yin 2（1. Resources and Environment College ，Southwest Agricultural University ，Chongqing 400716，China ；2. State Land management Bureau of Yibin City ，Yibin Sichuan 644000，China ）Abstract ：The errors in area that occur in the course of the establishment current land use database with the la

4、ndstar software and by Map Scanning Digitizing were found in the present study to stem from Map Scanning ，Digitizing and data settling. Area error analyses of the “standard divided map area ”and of “grade A land use area ”indicated that the accuracy of the information system for the alterations of l

5、and use derived from the landstar software was high enough to meet the requirements of the relevant standard. It is ，therefore ，recommended that the original data of the state land management services should be transformed into current land use database. Key words ：current land use ；current land use

6、 database ；error analysis土地利用现状数据是国土管理的基础，而土地利1。用现状的面积数据又是其中的核心基础数据容。本文就是通过四川江安县的建库实践，分析面积误差产生的来源，对比GIS 软件自动产生的面积数据与原始详查面积数据的差异，以找出规律，为更好地控制和减少误差提供依据。的一个重要2000年国土资源部启动“数字国土工程”内容就是建立土地利用现状数据库（简称建库）及其管理系统。目前，通常采用的方法是在GIS 软件中用扫描原详查底图进行数字化后由软件自动产生面积1数据，在这个过程中会产生GIS 的面积数据与实际11.1建库过程建库概况江安县位于四川盆地南部，土地面积幅员

7、面积的误差。如何减少面积误差从而提高土地利用现状数据库的数据质量，是建库质量控制中的重要内共涉及到全县1:10000土地利用现状911.733km 2，收稿日期：2002-09-20基金项目：国土资源部数字国土工程土地利用现状数据库建设试点县资助项目作者简介：罗光莲（1975-），男，湖南南县人，西南农业大学硕士研究生，从事土地资源信息管理研究。第25卷第1期罗光莲等 建立土地利用现状数据库过程中的面积误差分析3。性误差等等2.3矢量化过程误差71图53幅。由于地处丘陵向山区的过渡地带，地貌复杂，土地利用类型多样，所以图幅图斑数量多、破碎，情况复杂。土地利用数据库建设于2000年7月至2002

8、年7月进行。因江安县土地利用现状调查完成于1992年，故以1992年土地利用现状图作为工作底图。1.2建库软件建库采用的软件是成都地星公司提供的“地星土地变更调查信息系统”。该系统运行环境要求在扫描影像矢量化是在一种单调乏味、劳动强度大、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。容易产生面积误差的过程主要3有跟踪错误、拓扑错误、连接错误等。2.4数据处理程序误差主要是由CAD 软件计算精度带来的误差，由于图幅的图斑量巨大，经累积后可能产生较大的面积误windows 95/98/2000下，是以AUTOCAD14作为平台开发的应用软件，具有制图准确高，界面友好，图数结合等优点，

9、已获国土资源部的建库测评通过。1.3建库的主要技术流程2建库过程中的面积误差源分析根据建库的技术过程，可以看出，建库过程中的面积误差主要来自原始资料、扫描过程、矢量化过程和数据处理程序。2.1原始资料的误差这次所用的原始资料是以1:10000地形图为底图，由航片转绘加实际调绘，然后手工转绘于聚酯薄膜图，其成果包含了底图的误差、调绘误差、手工描绘整饰误差、图纸变形等误差2。2.2扫描误差在扫描过程中，由于使用CCD 扫描仪，会引入一些误差。主要包含有：扫描仪的分辨率；光学误差；电信号传输过程中造成的辐射误差；沿导轨扫描过程中，由于机械运动、速度不均或其他原因所造成的直线性误差；线阵方向与扫描方向

10、不垂直所引起的CCD 线阵的直线性误差；外界因素影响产生的误差；随机差4。3建库面积误差量分析3.1以图幅为单元进行理论面积与计算机自动产生面积进行误差分析由于当初详查是以图幅的理论面积为一级控制。而建库图幅理论面积形成过程是：先在定位匹配基础上产生一个面积，将这个面积与高斯投影理论面积相比较，如果差值在允许误差范围内，利用软件自带模块平差，将这个面积校准到高斯投影理论面积作为整个图幅控制面积。在整个图幅平差的基础上建立拓扑关系产生各县图幅控制面积作为理论面积。所以本文先以其图幅的理论面积与计算机量汇面积（即入库面积，同样是高斯投影）进行误差比较分析来检测计算机产生的总面积及各图幅的面积（见表

11、1）。从图1可看出误差分布的区间和规律。相对误差分布图直观显示以下几点：1. 图库自动产生面积与理论面积总体而言误差较小。全县总面积误差为0.07%，其中21幅图（占总图幅39. 6%）误差小于0.1%，26幅图误差小于1%，仅有6幅图大于1%。2. 误差分布以理论值为中心在两侧近对称分布。其中误差为正的图幅有29幅，误差为负的图幅有24幅。误差分布能达到操作要求。但其中大于1%的6幅图中有2幅是由于面积小而导致相对误差较大。对比江安县土地利用详查工作外业调绘与转绘获得90.73分的优异成果，以及土地利用数据库以图幅为单元与理论值的对比结果，作为土地利用详查的图形第25卷第1期罗光莲等建立土地

12、利用现状数据库过程中的面积误差分析表1图幅面积对比表. /hm 2图幅号（17）h -48-127-（18）h -48-127-（19）h -48-127-（2）h -48-127-（20）h -48-127-（25）h -48-127-（26）h -48-127-（27）h -48-127-（28）h -48-127-（3）h -48-127-（33）h -48-127-（34）h -48-127-（35）h -48-127-（36）h -48-127-（41）h -48-127-（42）h -48-127-（43）h -48-127-（44）h -48-127-（49）h -48-127-

13、（50）h -48-127-（58）h -48-127-（9）h -48-127-（36）h -48-115-（11）h -48-115-（56）h -48-126-（48）h -48-126-（12）h -48-115-图幅理论面积73图幅号全县图幅理论面积（18）h -48-115-（19）h -48-115-（20）h -48-115-（26）h -48-115-（27）h -48-115-（28）h -48-115-（33）h -48-115-（34）h -48-115-（35）h -48-115-（41）h -48-115-（42）h -48-115-（43）h -48-115-（4

14、4）h -48-115-（49）h -48-115-（50）h -48-115-（51）h -48-115-（52）h -48-115-（57）h -48-115-（58）h -48-115-（59）h -48-115-（60）h -48-115-（40）h -48-126-（1）h -48-127-（10）h -48-127-（11）h -48-127-（12）h -48-127-注：相对误差=（计算机量算面积-理论面积）/理论面积100资料是十分准确的。表2一级分类耕园林地地地土地利用现状一级分类面积对比表. /hm 2-2.18-5.73+6.44-1.64+44.05-0.61-3.3

15、4+0.008知，以下几方面相对误差比较明显：1. 交通用地详查面积与计算机量算面积相对误差为+44. 05%。江安县手工面积量算是以求积仪来进行的。由于具体的地形限制，农村道路虽在图上能表达出来，但在实际量算中却归并进入了邻近地类中；另外原因是由于数据库在这方面也有产生误差的可能，即在进行农村道路的宽度注记时，由于部分农村道路在聚脂底图上没有宽度属性，均人为设定的8m 。再加上交通用地本身面积不多导致相对误差高达+44. 05%。在交通用地方面，对公路特别是高等级公路的建设要及时变更在数据库中，而农村道路在新的分类系统中并入农用地中。2. 计算机量算耕地面积及其他地类面积与详查面积出入已经超

16、过了1%（除水域外）。这说明虽然详查数据在土地利用现状数据库数据产生以前是最准确的数据，但通过与数据库数据比较说明其准确性远不及数据库产生数据。且数据库数据图数一体化的绑定、图形变更后数据自动更新等等一系列优点都是详查数据所不具备的。（下转第76页）居民点及工矿用地交通用地水域未利用地全县总面积注：相对误差%=（计算机量算面积-详查面积）/计算机量算面积1003.2以统计的一级地类为对象进行误差分析在以图幅为单元进行理论面积与数据库自动产生面积的基础上确定了图形资料的准确性，而在土地利用数据库中产生的面积属性是附着于图形自动产生的。所以有理由以图库产生的面积数据为标准来参照对比在内业用手工方式

17、求得的面积数据的准确性。对于土地利用现状一级地类，据表2的数据可76西南农业大学学报2003年2月kg 。这可能与有机固体基质中能提供较多的钾素营养与磷素营养有关（表1）。11据报道，钾素营养有降低蔬菜硝酸盐含量的参考文献：1余兆海，韩玉科. 国外无土栽培现状与展望J . 农牧情报研究，9）：1988（9. 2孙竹波，汪东，柳新明，等. 我国蔬菜无土栽培研究进展及发展前景J ，2）：. 北方园艺，2000（11-12.3肖宝珠，肖庆元. 无土栽培技术的应用前景J . 湖南农业科学，2）：1994（21. 4蒋卫杰，刘5黄伟，余宏军，我国有机生态型无土栽培技术研究J （：. 生态农业研究，200

18、0，83）25.云，廖铁军，欧国武，等，大棚蔬菜无土栽培固体基质筛选的研究J （1）：. 西北农业学报，2002，1187-91.6韩雅珊. 食品化学实验指导M 中国农业大学出. 北京：版社，1996.9-10，75-77，189-191.7李合生，孙199.8赵凤艳，魏自明. 氮肥施用量对蔬菜产量和品质的影响J （1）：. 农业系统科学与综合研究，2001，1711-12. 9何天秀. 作物钾素营养与诊断M 成都科技大. 成都：学出版社，1994.45，70.10李俊良，李晓林，崔德杰，等. 山东寿光保护地蔬菜施肥现状及问题的研究J （2）：. 土壤通报，2002，4，33127.11高祖明

19、，张耀栋，张道勇，等. 氮磷钾对叶菜硝酸盐积累和硝酸还原酶、过氧化物酶活性的影响J . 园艺学报（4）：1980，16294.群，赵世杰，等. 植物生理生化实验原理和技术M 高等教育出版社，. 北京：2000. 192-194，197-作用。钾含量高时，硝态氮能很快被转化为合成氨基酸的原料；磷是组成硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的元素之一，磷含量高时有利于硝酸根的转化为合成氨基酸的原料。有机基质分解的磷、钾养分比较丰富，在一定程度上抑制了硝酸盐的累积。氨基酸含量也是蔬菜的一项重要的品质指标，从表3、表4可看出，处理A 4和B 4分别达最大值，A ，B 2区的氨基酸含量表现出先增加后降低的规律。与土培相比，有机基质栽培的甜椒的氨基酸的含量并没有增加。3小结商品有机肥田必施、福尔地对甜椒的肥效试验表明，A 区和B 区各处理分别是A 4和B 4处理达到最高产量，与其他处理相比