城鎮地籍數據庫建設及發展趨向

陳紅艷,于曉峰,李曉燕,李可華

(1.山東農業大學資源與環境學院,山東泰安 271018;2.菏澤市洙趙新河流域工程管理處,山東菏澤274000;3.北京佰信藍圖信息技術有限公司,北京 100085;4.山東省巨野縣國土資源局,山東巨野 274900)

城鎮地籍數據庫建設及發展趨向

陳紅艷1,于曉峰3,李曉燕3,李可華4

(1.山東農業大學資源與環境學院,山東泰安 271018;2.菏澤市洙趙新河流域工程管理處,山東菏澤274000;3.北京佰信藍圖信息技術有限公司,北京 100085;4.山東省巨野縣國土資源局,山東巨野 274900)

在全國第二次土地調查工作的背景下,以城鎮地籍數據庫的建設實踐為基礎,闡述地籍數據庫建庫的一般方法、步驟,并對軟件選取、地籍數據組織、質量控制等關鍵問題進行探討,在此基礎上對城鎮地籍數據庫的發展趨向進行淺述。

地籍數據庫;GIS;地籍管理信息系統;時空地籍數據庫;高質量源數據地籍數據庫

一、引 言

在全國第二次土地調查工作中,作為國土資源部門開展的一項重大的基礎性土地資源調查工程——地籍數據庫建設,既是二次調查的重要任務,也是二次調查的主要成果,同時還是地籍管理乃至土地管理的基礎和依據。其主要任務是在地籍調查的基礎上,利用地理信息系統 (GIS)、數據庫管理系統 (DBMS)和計算機網絡等信息技術手段,弄清當前規劃發展區范圍內國有土地和集體土地的土地權利情況、土地利用和地類分布狀況,制作地籍數據庫建庫范圍內 1∶500地籍圖,建立準確、全面和現勢的地籍數據庫;作為地籍管理信息系統的基礎,為土地登記、土地利用以及農用地和集體土地轉用征用服務[1-3]。目前,一些發達國家 (例如美國和澳大利亞)都已將地籍數據庫作為國家基礎空間資源數據集,相繼探索和制定地籍數據標準和模型,并納入到國家地理空間基礎信息標準體系之中[4]。我國地籍數據庫建設與國外相比還有很大差距,開始從過去為國土資源部門和政府管理服務為主要目的的傳統地籍向以服務于全社會為目的、以現代科技手段為主的現代地籍轉變[5]。城鎮地籍數據庫是目前國土資源管理部門地籍數據庫的主要內容,本文在全國第二次土地調查工作的背景下,以城鎮地籍數據庫的建設實踐為基礎,對城鎮地籍數據庫的建設及其未來的發展趨向進行了探討。

二、數據庫建設

在土地調查工作中,權屬調查和地籍測量之后,進入地籍數字數據庫建設階段,地籍數據庫建設應以地理信息系統 (GIS)軟件平臺為基礎,以國家相關技術標準和國土資源部相關技術規范和管理文件為建庫依據,以最新地籍調查和原有土地登記相關資料為建庫數據源。

1.軟件選取

城鎮地籍管理信息系統屬于專題型地理信息系統,其實現可通過兩種途徑:①在通用型 GIS平臺上由用戶進行二次開發,實現相關地籍入庫和管理功能;②利用現有 GIS提供商的地籍信息系統軟件直接進行建設。目前我國除少數縣市采用方法一外,大多數縣市采用方法二。原因有二,首先,方法二費用低、周期短、效率高而且簡單易用;再者,隨著 GIS的迅猛發展,GIS產業也發展迅速,各行各業的 GIS應用都在向縱深發展,在國內涌現出一大批 GIS產業化軟件,比如在地籍管理方面,有Map-GIS、金圖、蒼穹等多個地籍管理信息系統軟件,這類軟件提供了地籍管理的所有業務功能,并有數據庫建設的接口,可供城鎮地籍數據庫建設直接選用。

在具體進行信息系統軟件選取時,除滿足日常業務處理以外,還需要考慮軟件工作的效率、安全、升級、兼容性及可擴展性,數據變更、海量數據處理及圖形數據和屬性數據統一的要求。

2.數據組織

地籍數據是地籍管理信息系統的核心,根據數據的特點,地籍數據是空間數據,可以歸納為圖形數據、屬性數據和事務數據三類[6]。圖形數據是指和空間地理位置相關的分幅地籍圖、宗地圖、街坊圖、測量控制點、行政界線、等高線及空間統計數據等;屬性數據指宗地信息、權利人信息、界址標示信息、界址線信息、土地抵押信息、他項權利信息和土地查封信息等;事務數據是辦公過程中形成的業務數據,如各種掃描件等。目前,對于地籍數據通常采用三類數據統一存儲的方式存入關系型數據庫(DBMS),便于圖文一體化辦公,提高了建庫人員和管理人員的工作效率。具體分類如圖 1所示。

圖1 城鎮地籍數據庫數據分類圖

3.建庫流程

雖然目前可以應用遙感獲取城鎮地籍數據,但由于相關條件限制,通常大多數地方仍采用野外地籍測量方式,利用測圖軟件成圖(如 CASS),而地籍建庫通常采用專業地籍信息系統軟件進行建設,因此必須進行測圖軟件和地籍軟件之間數據的轉換,具體建庫步驟如下(見圖 2):

(1)數據預處理

在數據轉換之前,為保證數據的正確性,須在測圖軟件中對野外測量數據進行處理,以得到地籍測量的成果數據,即地籍數據庫的源數據。數據預處理主要包括編碼正確性檢查和面狀地物封閉檢查。此步驟是數據質量控制的關鍵步驟,應保證錯誤降到最低。

(2)數據導入

地籍信息管理系統軟件都設有測圖數據轉換接口,根據各軟件的功能特點,可分幅轉換,也可按街坊轉換。數據導入后形成地籍空間數據,按相應圖層入庫,包括土地權屬類、土地利用類、地形圖層類等。

(3)檢查入庫

根據所采用地籍信息管理系統的功能,按照相關技術規范和管理文件,對已導入地籍庫中的相關空間數據進行必要的檢查、修改和編號、賦值、入庫,如拓撲關系檢查、屬性賦值和完整性檢查等,使得入庫數據達到質量控制和相關技術標準的要求。

(4)屬性數據入庫

主要是錄入相應的地籍調查數據,有兩種方式:①在地籍管理信息系統中利用其提供的功能直接錄入;②在通常所用的辦公軟件中 (如 Excel)批量錄入,然后再導入地籍系統。通常在實際工作中,采用后者,效率高、準確而且簡單易操作。

(5)事務數據入庫

利用地籍系統提供的功能直接錄入。對于掃描件的錄入,為了提高工作效率,可在錄入前按照統一的格式命名,然后批量錄入。

4.質量控制

城鎮地籍數據的質量決定著整個數據庫的質量和應用的成敗。數據質量控制是個復雜的過程,要控制數據質量應從數據質量產生和擴散的所有過程和環節入手,分別用一定的方法減少誤差[7]。

(1)源數據質量控制

對測圖軟件輸出成果的質量控制,保證轉換前數據的正確無誤。主要包括測量精度控制、數據完備性控制、數據現勢性控制、要素參數標準化控制等。在實際建庫中,最基本的要求是每一塊宗地必須閉合,每一街坊必須閉合。

(2)數據轉換質量控制

由于地籍數據庫中的空間數據是由測圖軟件轉換而來的,所以必須進行數據轉換質量控制,獲得高質量源數據,確保圖形原有的坐標系統、拓撲關系和位置精度。

圖2 建庫流程與數據質量控制

(3)入庫數據質量控制

現代地籍所描述的不僅僅是單純的土地,而且包括其上的建筑物。作為空間數據的地籍數據,不僅要精確表達地塊、建筑物及其屬性 (位置、面積、界址、四至、權屬等),而且要完整表達它們之間的相互關系(拓撲關系)。因此,入庫后的數據質量控制主要包括邏輯一致性檢查、圖屬一致性檢查、完整性與正確性檢查等,具體有同一圖層面(宗地、房屋、街坊等)不能有重疊、同一圖層面不能有縫隙、房屋層應被宗地層覆蓋、宗地層應被街坊層覆蓋、屬性點唯一檢查、屬性值規范檢查、地類代碼合法檢查及權屬性質合法檢查等。

三、發展趨向

在目前實際的研究和應用中,地籍高質量源數據的獲取、數據的更新和時間維表達及地籍數據庫與其他土地利用數據庫的一體化管理等方面還有待于進一步研究和完善。

1.高質量源數據地籍數據庫

地籍數據庫源數據的最大特點,一是信息種類多,二是圖形精度要求高,所以在地籍建庫中必須獲取高質量源數據。而源數據絕大部分來源于測圖軟件,所以測圖軟件和地籍管理信息系統之間的數據交換成了地籍建庫控制數據質量的新問題,而大多測圖軟件是在CAD平臺基礎上開發而成,各類專業地籍信息管理系統大多是由通用地理信息系統平臺開發而來,因此地籍建庫中源數據獲取的關鍵在于測圖軟件(CAD)和地理信息系統軟件(GIS)格式之間的數據轉換。有以下四種途徑進行數據轉換:

1)在兩個基礎軟件 (CAD與 GIS)之間直接轉換或讀取,這種方法數據丟失量大,尤其對屬性數據。

2)通過中間標準文件格式,如＊.mif格式,需要兩次轉換,產生大量數據冗余,而且結果只能滿足最低的公用數據標準[8]。

3)由地籍信息管理系統的直接讀取,方便快捷,精度高。這種方法要求所采用的專業地籍系統具有直接讀取測圖軟件數據并保證一定數據精度的功能,目前國內大多產業化地籍信息系統已具有此功能。

4)開發基于 GIS標準的測圖系統,也是一個很好的途徑,目前已有國產 GIS軟件商推出依據 GIS平臺的測圖軟件,但所推出的測圖軟件在功能上還有待提高。第 1)、2)種方法是過去常用的方法,目前基本不再用,第 3)種方法在全國第二次土地調查中用的較多,它和第 4)種方法將是地籍建庫中高質量源數據獲取的發展趨向。

2.時空地籍數據庫

在地籍數據的應用中,要求地籍數據庫中的數據必須具有現勢性,而且現代社會發展尤其城市發展日新月異,土地變更越來越頻繁,更加突顯了地籍數據庫建設中數據更新和對地籍數據時間維表達的重要性[9-10]。因此,在地籍數據庫建設中,應考慮利用 3S(RS、GPS、GIS)技術和現代通訊網絡技術實現內外業工作一體化、圖文辦公一體化,構建數據更新機制,設計能存儲時間維信息的空間數據結構,從而建立時空地籍數據庫。

3.城鄉一體化地籍數據庫

目前,城鎮地籍管理信息系統和土地利用現狀管理信息系統兩種系統并存,而且由于歷史原因,城鎮地籍調查和農村地籍調查是兩個相對獨立的體系[11]。這使得標準不統一、土地分類體系不統一、難以進行數據共享和重復利用,隨著城鄉融合發展和“數字國土”工程的推進,城鄉一體化地籍管理模式已經得到初步研究,而且也是地籍信息系統的發展趨勢。與此同時,新一代地籍管理信息系統應設有與其他土地利用系統一體化的接口,以便于“數字國土”和“數字城市”的構建。

四、結束語

地籍是土地管理的基礎,地籍數據庫是地籍管理信息系統的基礎,其建設對于土地管理的科學性和準確性具有舉足輕重的作用。目前,我國城鎮地籍數據庫的建設和研究還處于初級階段,相關基礎理論研究薄弱,設計往往局限于理論上的考量,沒有考慮實際的應用特點,在實際應用中出現了許多新的問題。本文在地籍建庫實踐的基礎上,針對地籍數據庫建設和應用中存在問題,詳細闡述了地籍建庫的關鍵技術,并對地籍數據庫的發展趨向進行了淺述,希望能起到拋磚引玉的作用。

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Construction and Development Trend of Town CadastralDatabase

CHEN Hongyan,YU Xiaofeng,L IXiaoyan,L I Kehua

0494-0911(2010)07-0065-03

P273

B

2009-05-22

陳紅艷(1979—),女,山東鄆城人,講師,碩士,從事土地資源管理和 GIS研究工作。