空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)在土地利用變更調(diào)查中的運用

程海英

摘要：空間數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫技術(shù)的一大研究特點，是GPS在計算機物理存儲介質(zhì)上存儲的與應(yīng)用有關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總和，其一般以特定結(jié)構(gòu)的文件形式組織在存儲介質(zhì)上。目前，空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)在土地利用變更調(diào)查中得到了廣泛應(yīng)用，且應(yīng)用效果顯著。

關(guān)鍵詞：土地利用變更調(diào)查；空間數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)更新

引言：土地利用變更調(diào)查的任務(wù)是調(diào)查土地利用的變化及用地管理信息，并據(jù)此更新數(shù)據(jù)庫及進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計匯總，以保持國家土地調(diào)查數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性，從而為管理國土資源及發(fā)展社會經(jīng)濟提供基礎(chǔ)資料。在土地利用變更調(diào)查中，3S技術(shù)的應(yīng)用尤其廣泛，而空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用主要包括采集數(shù)據(jù)、檢查及更新數(shù)據(jù)庫等環(huán)節(jié)。在本案，筆者根據(jù)縣級土地利用變更調(diào)查，探討數(shù)據(jù)庫技術(shù)的具體應(yīng)用。

一、土地利用變化信息的提取

對于調(diào)查獲得的土地利用變化圖形與屬性數(shù)據(jù)，需要通過數(shù)據(jù)處理來從中提取數(shù)據(jù)庫更新所需的變更數(shù)據(jù)，具體涉及下列方面：

（一）更新數(shù)據(jù)變化成分的提取

更新數(shù)據(jù)一般源自遙感監(jiān)測圖斑、用地管理信息圖斑及實地調(diào)查補充圖斑等，其中一些圖斑的局部范圍偏大，則需通過將未變化的部分剔除來提取變化的部分，詳見圖1。

如圖1所示，上年度XX新增用地批文的小部分被調(diào)查是建設(shè)用地，而今年僅需變更剩余部分為建設(shè)用地。鑒于上年度被調(diào)查成建設(shè)用地的部分無需在今年新增成建設(shè)用地，則擦除層選取上年度的建設(shè)用地，輸入層選取今年更新的數(shù)據(jù)，并用Erase工具剔除不必要的變更部分。

（二）更新數(shù)據(jù)匹配檢測

研究發(fā)現(xiàn)，更新圖斑或許僅需變更屬性，或許要求圖形變更。但因數(shù)據(jù)的來源不同，則當圖斑僅需變更屬性時，其圖形也可能與上年度不同。例如圖1所示建設(shè)用地，批文的空間范圍基本與上年度XX農(nóng)用地圖斑相同，而唯一的差別在邊界線上。對此，建議不要用批文直接進行土地利用現(xiàn)狀圖的更新，一般可采用圖層疊置的方法識別變更前后基本相同的圖形。假設(shè)這一面積比>80%，可判定變更圖斑的圖形基本與變更前圖斑相同，則僅需變更屬性。此外，針對圖形相似性的判斷，還可計算圖形邊界的Hausdorff距離來實現(xiàn)，即：

給定有限集合，則定義A與B的Hausdorff距離為：

式中，h（A，B）與h（B，A）表示前、后向Hausdorff距離。假設(shè)A中各點到B中各點距離的最小值是d，則h（A，B）=d。據(jù)此，定義Hausdorff邊界距離為：

倘若變更前后對應(yīng)兩個圖斑的Hausdorff距離小，則兩個圖形相似及僅需變更屬性，即以變更前的圖形替換變更圖斑的圖形。

（三）圖斑屬性賦值更新

為了簡化數(shù)據(jù)處理流程，可先確認更新數(shù)據(jù)，再通過編程來變更圖斑某些屬性的自動賦值。以圖斑編碼、標識碼編號為例。圖斑編碼選取座落單位作為單元，并在原最大圖斑號上續(xù)編，但需注意下列事項：一是同一座落單位不重復(fù)使用圖斑號；二是對于僅變更屬性的圖斑，賦上變更前的圖斑號，而對于變更圖形的圖斑，則先在相應(yīng)座落單位內(nèi)的最大圖斑號上加1，再賦給變更圖斑新編號。與圖斑編碼相比，標識碼編號的難度小很多，即僅需在原最大標識碼上續(xù)編即可，具體如下：先從土地利用數(shù)據(jù)庫中讀取變更前的最大標識碼，再遍歷更新圖斑層內(nèi)的圖斑，最后再對更新圖斑的標識碼依次賦值，但需注意下列事項：一是不重復(fù)標識碼；二是對于僅變更屬性的圖斑，賦上變更前的標識碼即可，而對于圖形變更的圖斑，則先在最大標識碼上加1，再賦給變更圖斑新編號。

二、土地利用數(shù)據(jù)庫的更新及數(shù)據(jù)統(tǒng)計

為了方便數(shù)據(jù)庫更新，應(yīng)先確認更新數(shù)據(jù)，再運用空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)，如圖層疊置等。數(shù)據(jù)庫更新一般可利用update命令，借此命令用更新層對應(yīng)的數(shù)據(jù)替換輸入層的數(shù)據(jù)。圖2所示為生成變更過程層與更新層的圖示。

結(jié)合圖2，變更過程層可利用Intersect命令來生成，即：Intersect命令先對更新層與變更前圖層求交，再用輸入層的邊界線進行相互切割，用以表現(xiàn)每一地塊的變化實況。對于數(shù)據(jù)統(tǒng)計，其運用的基礎(chǔ)表是更新過程層的屬性表，即：先利用SQL語句查詢數(shù)據(jù)，并直接生成變更一覽表，再記錄下每一地塊的變化信息，其中涉及變更前或后的地類編號、圖斑編號及土地座落等。

結(jié)語：綜上研究，在土地利用變更調(diào)查中，空間數(shù)據(jù)的變更與處理非常復(fù)雜。為此，引入空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)具有現(xiàn)實意義。應(yīng)用表明，空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用價值如下：一是數(shù)據(jù)編輯與更新的操作流程得以簡化，且數(shù)據(jù)的質(zhì)量變得更高；二是工作效率大大提高。但在未來的應(yīng)用中，為了進一步提高數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用效果，建議在軟件系統(tǒng)中，運用空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)來處理土地利用變化數(shù)據(jù)。總之，隨著我國城鎮(zhèn)化進程的推進，土地利用變更調(diào)查對工作質(zhì)量的要求越來越高，則引入空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)及加大對這一技術(shù)的應(yīng)用研究非常必要。

參考文獻

[1]唐僑，陳濤，劉思源，徐柱. 基于3S技術(shù)的土地利用信息動態(tài)變更調(diào)查新機制研究——以成都市為例[J]. 測繪與空間地理信息，2015，01：77-80.

[2]王修貴，楊建宇，朱德海，岳彥利，白曉飛，張嘉. 土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫質(zhì)量評價及其錯誤空間自相關(guān)分析——以河北省為例[J]. 地球信息科學(xué)學(xué)報，2015，06：705-712.