縣級1:1萬土地利用現狀調查數據庫建設方法——以浙江省為例

摘要:針對土地利用現狀調查數據庫建庫問題，自主開發了拓撲系統，該系統在空間數據拓撲處理過程中，可以保留參與拓撲折線的屬性，并可以將弧段左右圖斑屬性賦入到該弧段中。基于系統該特點在土地利用現狀調查數據庫建庫處理過程中可以根據弧段及面狀屬性從拓撲層中提取需要的數據庫內容。利用該方法完成土地利用現狀調查數據庫建設，可以減少錯誤、節省建庫時間、保證各數據庫空間結構匹配、提高數據庫質量和建庫效率。

關鍵詞:數據庫;重疊采集;線狀地物;拓撲

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)32-8863-03

The Technological Methodof Database Building of 1:10000 of Renewal Investigation of Land Use Status——With Zhejiang Province as an example

WU Xiang-fu1， ZHANG Xiao-fang1， ZHANG Xiao-can1，2， HUANG Zhi-cai1，2， DAI Qi-cheng2， YU Qin-guo2

(1.The Dadi Technology Development Corporation of Zhejiang University， Hangzhou 310012， China; 2.Spacial Information Technology Institute of Zhejiang University， Hangzhou 310027， China)

Abstract: In order to resolve the problem in constructing the database of Renewal investigation of Land Use Status，the article introduced a new method based on the development topology system independent. The method can retain the characteristic of arcs in processing topology of spatial data，also the arcs can be given the characteristic of the polygon nearby.In view of this feature，we can extract data that needed in database processing based on the characteristic of arcs and polygon.Using this method to complete the database of using situation renewal investigation，we can reduce errors，save time，ensure the match between the database layer，improve the quality and efficency.

Key words: database; overlap acquisition; linear features; topological

土地資源是人類賴以生存和發展無法替代的自然資源，是一種不可再生資源。我國實行“十分珍惜、合理利用土地和切實保護耕地”的基本國策，對土地資源實行嚴格的土地用途管制政策。20世紀90年代初完成的縣級土地利用詳查成果為國民經濟建設提供了較大的幫助，滿足了國民經濟建設對土地的合理需求，同時也為國土資源部門加強土地的宏觀管理提供了依據。隨著社會和國民經濟的發展，上一次土地詳查成果現勢性難以滿足土地管理需要，土地資源的圖件、數據、實地難以保持一致，加上傳統的土地管理模式已經不適應當前經濟發展的需求，需要借助新的技術手段應用到土地日常管理中來。隨著航空攝影測量技術和衛星遙感技術的應用及計算機技術的發展，為土地利用現狀數據庫建設提供了現實基礎，它已經成為“數字國土”建設工程的一項重要內容，是一種比較高效科學的土地信息管理方法和手段。

通過建立土地利用數據庫，實現土地利用現狀圖件、數據、實地三者相一致目標，以數據庫為基礎，對土地年度變更調查、土地保護和土地執法等情況進行動態、實時監測[1]。同時，以該數據庫為土地管理的地理空間基礎數據庫，進一步建立土地管理信息系統，不僅能夠滿足土地管理部門日常的辦公需求，還能建立制定國民經濟計劃和有關土地政策及“以圖管地”的土地資源管理的新機制，為農用地轉用制度、建設項目用地審批管理制度及農村地籍管理制度的建立奠定現代化的基礎，全面提升土地管理和決策水平[2]。

目前采用一般的拓撲建庫軟件，可以實現土地調查數據庫建立的目的，但在數據空間拓撲處理過程中，由于對于參加拓撲的折線數據的屬性在拓撲過程中不能保留;不能將地類圖斑的屬性保留到其周界弧段中，這樣數據庫建庫的工作量比較大;并且存在對于海量數據在拓撲過程中軟件運行速度比較慢等缺陷。為此，針對土地利用現狀調查數據庫的特點，自主開發了拓撲建庫軟件，根據《浙江省土地利用數據庫建設技術規定(試行)》要求，結合土地利用現狀外業調查收集和調繪的資料，開展浙江省縣級1:1萬土地利用現狀調查數據庫建庫工作。

1 數據庫內容

按照《浙江省土地利用現狀更新調查技術規范》的技術要求，此次土地利用現狀調查的數據庫內容包括:1)基礎地理要素:境界、行政區;2)權屬要素:權屬單位、界址線、界址點;3)地類要素:地類圖斑、地類界線、線狀地物、零星地物、專項圖斑、輔助要素;4)注記要素:注記。

2 數據庫建立

2.1 自主版權拓撲系統

1)拓撲系統特點:采用自主開發的拓撲建庫系統，它針對土地調查數據庫建庫的具體需要開發，針對性強、人機對話簡單、操作方便、運行速度快。拓撲系統界面如下(圖1，圖2)。

2)處理方法:采用自主開發的拓撲系統，對土地利用現狀調查中各數據庫(零星地物、界址點、注記、輔助要素除外)建庫處理都是以地類圖斑層為基礎的，各數據庫由地類圖斑拓撲層派生而來。地類圖斑拓撲層是采用圖斑內點和圖斑界線導入到同一個拓撲層中，然后對拓撲層進行拓撲。當拓撲成功后，生成地類圖斑拓撲層，從拓撲層中導出參與拓撲的弧段時，這時的弧段除了帶有原有折線的屬性外，還可以選擇帶有弧段左右地類圖斑的屬性。這樣處理其他數據庫時，可以根據弧段左右圖斑標識屬性從拓撲層中提取制作其他數據庫所需要的弧段，參與到新的撲拓層中進行拓撲，然后根據數據庫內容從拓撲層中轉出需要的數據庫內容。當拓撲出現錯誤時，可以從拓撲層中導出錯誤，根據錯誤位置對參加拓撲的數據進行修改，修改好后再次導入拓撲軟件中進行拓撲，直至拓撲成功。

3)處理的特點:① 在對數據建立拓撲結構時，拓撲前折線擁有的屬性在數據拓撲后能夠完整保留，從拓撲層中導出的弧段仍保留有原來有折線的屬性;并且拓撲后的弧段能夠選擇保留該弧段左右地類圖斑的屬性信息，在后面各數據庫屬性完善時，能夠簡化工作; ②各數據庫數據都從同一地類圖斑層中提取，可以保證各數據庫間空間位置完全匹配、剖分共面合理，減少錯誤的出現;③ 對拓撲軟件進行了優化處理，使得空間數據處理的速度大大加快，提高了工作效率。

2.2 數據源

數據庫建立的數據源由兩部分組成:

一是來源于調查區內各職能部門收集和提供:如縣級以上境界，是由民政部門提供的勘界成果;部分注記名稱，由于行政區劃調整，鄉鎮名稱、行政村名也發生了變動，注記名稱以調查區地名辦提供的地名為準;一些權屬界線和界址點，由于沒有發生變化，則沿用原有權屬界線資料。對于提供的數據，有符合要求的數據則直接引用;沒有符合要求的數據則需經掃描采集獲取。

二是來源于土地利用現狀調查外業調查資料:主要包括有標準分幅的外業調繪底圖、田坎系數測算圖表和新增地物補測圖，這些圖件圖面記錄了發生變化的權屬界線、界址點，調查區域的全部的地類要素信息等;還有記錄對應外業調繪底圖地理要素信息的調繪手薄。外業調查資料是數據庫建庫的主要數據源。對于外業調查獲取的圖件數據，需要對其進行掃描、校正、配準等工作并結合外業調繪手薄矢量化獲取。

2.3 數據采集

數據采集包括多方面的內容，其具體過程如下:

1)調繪底圖的處理:首先在專業的掃描儀器中采用合適的掃描精度對調繪底圖進行掃描;掃描后在軟件中對掃描圖的質量進行檢查并對掃描圖進行校正;校正后在地理信息系統軟件中對校正好的底圖進行配準;配準后結合外業調繪手薄進行矢量化。

2)數據采集內容:將調繪底圖圖面數據采集的內容分成:圖斑界線(境界線及權屬界線、一般圖斑界線、參加拓撲的線狀地物)、線狀地物(單線的河流、公路、農村道路、農田水利用地等)、圖斑內點、零星地物、注記、界址點、輔助要素(城鎮中的街區、橋梁、隧道等)(如圖3)。

3)數據采集方法:數據采集時按照標準圖幅結合外業調繪手薄進行分層采集，分幅數據采集完畢后，將采集好的各個標準圖幅數據進行拼接，拼接時確保圖幅接邊數據拼接無縫、語義一致，最后拼接成全縣各分層數據。

對外業調繪底圖線狀要素矢量化時，除了不參加拓撲的線狀地物外，其他線狀要素數據都為地類圖斑的邊界，分層采集后將其拼接為圖斑界線層數據，與圖斑內點一起參與地類圖斑拓撲。

參與地類圖斑拓撲的線狀要素采集方法:① 對于民政部門提供的縣級境界，在數據處理時，直接采用，這樣可以對土地利用現狀調查數據進行總量控制和數據接邊控制[3] ;② 當參加拓撲的線狀地物與境界、權屬界線共線時，則進行重疊采集到線狀地物層;③ 當境界、權屬界線與圖斑界線共線時，則按照一般圖斑界線采集，在數據拓撲處理中根據地類圖斑屬性來區分境界線和權屬界線;④ 當線狀地物、境界線及權屬界線、圖斑界線三者共線時，則采集到線狀地物中;⑤ 當存在多條線狀地物并線情況時，在地類界處用主要的線狀地物線型、顏色表示，其余次要線狀地物向各自方向平移0.2毫米表示，主要的線狀地物參加圖斑拓撲，次要的線狀地物不參加圖斑拓撲[4]。

不參加地類圖斑拓撲的線狀地物，則單獨進行采集，在后面的數據處理中與參加拓撲的線狀地物拼接，形成完整的線狀地物。

調繪底圖圖面其他點狀要素的采集，則按照調繪底圖實際點位結合外業調繪手薄采集。

2.4 標準數據庫建立

此次土地調查采用的標準數據庫數據格式為E00數據，各項數據庫生成的流程如下:

1) 地類圖斑:由圖斑界線和圖斑內點分別導入到同一個地類圖斑拓撲層進行拓撲，拓撲成功后，從拓撲層中導出面狀區域，即為地類圖斑數據，根據規范完善相應屬性，檢查無誤后轉換成E00數據(如圖4)。

2) 地類界線:從地類圖斑拓撲層導出所有弧段，即為地類界線數據，根據規范完善相應屬性，檢查無誤后轉換成E00數據(如圖5)。

3) 境界:從地類圖斑拓撲層中導出所有弧段，根據導出弧段所帶的左右地類圖斑的鄉鎮碼(即地類圖斑中政區編碼中前九位代碼)不同的條件提取出弧段，即為境界數據;根據規范完善相應屬性，檢查無誤后轉換成E00數據(如圖5)。

4) 界址線:從地類圖斑拓撲層中導出所有弧段，根據導出弧段所帶的左右地類圖斑的政區編碼不同或者政區編碼和權屬編碼不同的條件提取弧段，即為界址線數據;根據規范完善相應屬性，檢查無誤后轉換成E00數據(如圖5)。

5) 專項圖斑:從地類圖斑拓撲層中導出面狀區域，再根據專項圖斑字段屬性從導出的面狀區域中提取專項圖斑，根據規范完善相應屬性，檢查無誤后轉換成E00數據(如圖5)。

6) 行政區:從地類圖斑拓撲層中導出滿足要求的境界弧段，再由境界線和圖斑內點導入到新的拓撲層進行拓撲，從新的拓撲層中轉出面狀區域，即為行政區數據，根據規范完善相應屬性，檢查無誤后轉換成E00數據(如圖6)。

7) 權屬單位:從地類圖斑拓撲層中導出滿足要求的界址線弧段，由界址線和圖斑內點導入到新的拓撲層進行拓撲，從新的拓撲層中轉出面狀區域，即為權屬單位數據，此時的權屬單位經過軟件處理可以根據宗地的性質和位置自動編輯宗地編號、相鄰宗地的行政代碼等屬性信息，再根據規范完善其他相應屬性，檢查無誤后轉換成E00數據(如圖6)。

8) 線狀地物:將圖斑界線和圖斑內點進行拓撲， 從拓撲層中導出所有弧段，根據弧段中線狀地物的屬性提取出參加拓撲的線狀地物，再和不參加拓撲的線狀地物進行合并，形成全部的線狀地物。根據規范完善相應屬性，檢查無誤后轉換成E00數據(如圖7)。

9) 零星地物、注記、界址點、輔助要素:根據外業調查數據進行逐項數據采集，采集完后完善相應屬性，檢查無誤后轉換成E00數據。

2.5 數據庫質量控制

土地利用現狀調查數據庫質量是整個調查工作的生命，數據質量不好等于整個調查工作的失敗。數據庫質量控制貫穿于整個土地調查工作的每一個環節。在保證外業調查數據的基礎上，內業數據庫的質量控制主要從以下幾個方面來保證。

1)人工目視檢查:縣級1:1萬土地利用現狀調查數據涉及幾萬個圖斑，幾十萬條弧段，而其地類折線及其屬性內容等要素都需要通過手工輸入，即使外業調查底圖上的數據是準確的，由于工作量大、參與人員多，人工數據采集難免會出錯，這些錯誤除了在建庫工作中要求工作人員要保持高度的責任心外，還應對數字線劃及屬性數據與外業調繪底圖的地類界線、線狀地物及屬性數據進行逐一核對。尤其是數據邏輯無誤，檢查程序無法查出的錯誤，如地類代碼輸入錯誤，并且此地類代碼存在;采集的線劃數據與調繪底圖的偏移誤差、線狀地物的共并線關系的合理性等這種錯誤只能通人工目視檢查完成。

2)計算機程序檢查:在數據采集中容易出現重復圖斑號、缺少地類代碼、零星地物的面積、錯誤的圖斑號和地類代碼、數據庫空間關系匹配檢查等錯誤。這些錯誤如果逐個人工檢查，工作量會非常大，而且不能保證對存在的錯誤能夠全部查清楚，所以對建好的數據庫數據需要采用計算機程序進行全面檢查(程序檢查界面如圖8)。

程序檢查內容主要包括數據庫空間數據關系匹配檢查和數據庫屬性檢查，在開發的拓撲軟件中可以逐層逐項逐字段全面檢查。對于存在錯誤的數據內容能夠定位檢查，生成錯誤層，根據錯誤層，找到錯誤的地方，進行針對性的修改。

a)數據庫剖分檢查:主要針對面狀要素的行政區、權屬單位、地類圖斑、專項調查進行剖分檢查，檢查在拓撲構面時是否存在剖分錯誤;

b)數據庫層間共面檢查:主要是面狀要素數據庫之間是否完全匹配共面、邏輯一致。主要是行政區與權屬單位之間、行政單位與地類圖斑之間、權屬單位與地類圖斑之間的共面檢查;

c)數據庫層間共線檢查:主要檢查線狀實體與面狀實體之間是否存在有不共線或者是否存在碎弧段的錯誤;

d)數據庫屬性檢查:對處理好的各層數據庫根據技術規范要求進行屬性檢查。主要檢查數據庫屬性表的內容和外業調繪手薄中的內容是否一致、是否滿足調查技術規范要求、是否存在作業過程中人為輸入錯誤;可以檢查零星地物的地類代碼和地類名稱是否一致、面積是否符合要求、零星地物編號是否準確等;線狀地物的寬度、權屬性質、扣除系數、偏移參數等是否符合要求;圖斑中的地類代碼與地類名稱是否一致、權屬性質是否準確、是否存在有漏填的屬性字段、耕地圖斑中的坡度級別與對應的田坎系數是否一致等。

3 結束語

建立土地利用現狀調查數據庫，具有十分重要的現實意義，數據庫的建立可以實現土地利用現狀圖件、數據、實地三者相一致的目標;數據庫建立規范，可以滿足各部門對土地調查數據資源共享需求;以土地現狀調查數據庫為基礎，對土地年度變更調查、土地保護和土地執法等情況進行動態、實時監測;全面提升土地管理和決策水平。

利用自主開發的建庫拓撲軟件，具有操作簡單、處理速度快、工作效率高、數據質量好的特點。在浙江省土地利用現狀調查工作中，我們按照此建庫方法完成了金華市婺城區和金東區數據庫的建立，在杭州網新超圖公司的Gisquest土地利用現狀管理信息系統得到較好的應用;按照此建庫方法完成了溫州市文成縣和泰順縣數據庫的建立，在武漢中地公司MapGis土地利用現狀管理信息系統中得到較好應用。結果表明，各項成果均符合土地利用現狀調查技術規范。土地利用現狀調查數據庫的建立，便于數據共享和土地變更調查的內業處理[5]，滿足土地管理部門對土地的日常管理需要，取得了較好的經濟效益和社會效益。

參考文獻:

[1] 浙江省國土資源廳.浙江省土地利用更新調查技術規范[S].2004，5.

[2] 張蕊.基于MAPGIS的土地利用數據庫建設中若干問題的研究[J].安徽農業科學，2007，35(6):1689-1690.

[3] 徐志紅.浙江省土地利用現狀更新調查技術路線及關鍵技術探討[J].廣東土地科學，2005，4(1):40-43.

[4] 浙江省國土資源廳.浙江省土地利用數據庫建設技術規定(試行)[S].2002，5.

[5] 鄒小香.淺談土地利用現狀更新數據建庫[J].江西測繪，2005(62):68-69.