空間數據庫技術在土地利用變更調查中的運用

程海英

摘要：空間數據庫是數據庫技術的一大研究特點，是GPS在計算機物理存儲介質上存儲的與應用有關的地理空間數據的總和，其一般以特定結構的文件形式組織在存儲介質上。目前，空間數據庫技術在土地利用變更調查中得到了廣泛應用，且應用效果顯著。

關鍵詞：土地利用變更調查；空間數據庫；數據更新

引言：土地利用變更調查的任務是調查土地利用的變化及用地管理信息，并據此更新數據庫及進行數據統計匯總，以保持國家土地調查數據的現勢性，從而為管理國土資源及發展社會經濟提供基礎資料。在土地利用變更調查中，3S技術的應用尤其廣泛，而空間數據庫技術的應用主要包括采集數據、檢查及更新數據庫等環節。在本案，筆者根據縣級土地利用變更調查，探討數據庫技術的具體應用。

一、土地利用變化信息的提取

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

（一）更新數據變化成分的提取

更新數據一般源自遙感監測圖斑、用地管理信息圖斑及實地調查補充圖斑等，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查是建設用地，而今年僅需變更剩余部分為建設用地。鑒于上年度被調查成建設用地的部分無需在今年新增成建設用地，則擦除層選取上年度的建設用地，輸入層選取今年更新的數據，并用Erase工具剔除不必要的變更部分。

（二）更新數據匹配檢測

研究發現，更新圖斑或許僅需變更屬性，或許要求圖形變更。但因數據的來源不同，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所示建設用地，批文的空間范圍基本與上年度XX農用地圖斑相同，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，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A中各點到B中各點距離的最小值是d，則h（A，B）=d。據此，定義Hausdorff邊界距離為：

倘若變更前后對應兩個圖斑的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

為了簡化數據處理流程，可先確認更新數據，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編，但需注意下列事項：一是同一座落單位不重復使用圖斑號；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，則先在相應座落單位內的最大圖斑號上加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編即可，具體如下：先從土地利用數據庫中讀取變更前的最大標識碼，再遍歷更新圖斑層內的圖斑，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、土地利用數據庫的更新及數據統計

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

結合圖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，用以表現每一地塊的變化實況。對于數據統計，其運用的基礎表是更新過程層的屬性表，即：先利用SQL語句查詢數據，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。

結語：綜上研究，在土地利用變更調查中，空間數據的變更與處理非常復雜。為此，引入空間數據庫技術具有現實意義。應用表明，空間數據庫技術的應用價值如下：一是數據編輯與更新的操作流程得以簡化，且數據的質量變得更高；二是工作效率大大提高。但在未來的應用中，為了進一步提高數據庫技術的應用效果，建議在軟件系統中，運用空間數據庫技術來處理土地利用變化數據。總之，隨著我國城鎮化進程的推進，土地利用變更調查對工作質量的要求越來越高，則引入空間數據庫技術及加大對這一技術的應用研究非常必要。

參考文獻

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