國土調查縣級數據庫建設技術方法探討

段春磊，何泳成，劉歆琪

（1.廣東省地質測繪院，廣州 510800；2.廣州市四維城科信息工程有限公司，廣州 511450；3.廣東省測繪工程公司，廣州 510663）

1 建庫軟件功能需求分析

各縣（市、區）基于省級下發初始數據庫和影像圖，結合最新的1∶2000 正射影像圖以及收集到的城鎮地籍調查、農村地籍調查、城鄉規劃、不動產登記等參考數據，利用縣（市、區）級數據建庫軟件開展圖形采集和編輯、拓撲關系構建、內業預判等工作，形成外業調查工作底圖。并用建庫軟件將外業調查圖件和屬性信息進行補充完善，完成數據的整合處理、數據匯總和數據檢查，最終形成國家標準規范的縣（市、區）級土地調查數據庫成果【1】。

2 建庫軟件關鍵技術

2.1 組件式 GI S 開發

由GIS 軟件廠家提供的建立在OCX 技術基礎上的GIS功能控件，ESRI（美國環境系統研究所公司）的ArcObjects 等，在應用程序中，將GIS 功能控件嵌入其中，實現建庫軟件的各種功能，滿足用戶需求。用戶也可根據實際需要選擇所需的控件。按照Microsoft 的Act1vex 控件標準開發接口。

2.2 建庫軟件技術路線

以GIS 技術為核心，ESRI（美國環境系統研究所公司）的ArcGIS 作為GIS 開發平臺，基于DotNet 開發，使用Visual Studio 作為開發工作工具進行組件式GIS 開發。

軟件采用面向組件的設計方法，在組件模型下，各組件都集中實現與自己最緊密相關的軟件功能，GIS 應用開發者，需熟悉基于Windows 平臺的通用集成開發環境，以及GIS 各個控制器件的屬性、方法和事件，就可以完成應用軟件的開發和集成。

2.3 C/S 架構

C/S 結構軟件（即客戶端/服務器模式）分為客戶端和服務器2 層，客戶端具備一定的數據處理和數據存儲能力，通過軟件的計算和數據合理地分配在客戶端和服務器兩端，可以有效地降低網絡通信量和服務器運算量。

2.4 海量數據管理及多級數據檢索

土地調查數據量巨大，需要在已有基于ArcSDE 的高效空間索引技術和空間運算算法的基礎上，進一步使用海量數據動態空間索引技術和智能化空間檢索技術。

按行政區劃范圍進行分塊，在各分塊里建立格網索引，記錄各空間實體在整個區域中的空間位置；數據庫進行操作時，根據空間位置索引與用戶工作區進行匹配，確定裝載與釋放的圖幅。空間數據動態裝載內存的2 種策略為：中心點最遠原則和空間相關最久未用原則，可以提高空間數據的讀取效率。

3 建庫軟件實現方法

3.1 分庫式構圖- 智能化

1）核心思路：分庫式作業，一個技術人員建到底、一圖一庫，一個圖斑建到底；

2）矢量智能化：一圖一庫、采用脈動式作業實現建庫工作前置化手段；

3）智能化目標；提高效率，提高質量，降低作業難度，降低成本；

4）亮點（難點）：作業模式改變，由分塊式改為分庫式。

5）分庫式：采用一圖一庫的作業方式，在構建圖斑的同時進行圖斑入庫的各項協同檢查工作，實現邊構圖、邊檢查、邊入庫。滿足入庫的圖形、屬性、數據和邏輯正確性要求，達到圖斑級入庫標準。

3.2 技術特色

3.2.1 繡：繡花式構圖

按照一個圖斑一個庫的原則構圖，以線為輔助，將閉合的線的區域直接構面，構成的面直接做到：（1）構成圖斑；（2）繼承原有圖斑的屬性；（3）檢查拓撲；（4）權屬的繼承。

3.2.2 引：引導式作業

當前的圖斑繪制完線之后，軟件根據相鄰圖斑最近距離面積最大的圖斑或者變更圖斑作為需要繪制的圖斑進行引導，將要繪制的區域導航到屏幕的中間。處理過之后可直接引導下一個。當前區域做完后，則軟件將已繪制的圖斑與基礎庫中的圖斑進行疊加，將遺漏的圖斑按照面積由大到小依次定位空缺區域導航到屏幕的中間，同時也可以縮小查看空缺的圖斑位置。

3.2.3 做：做查一體

繪制地類圖斑過程中，檢查圖形之間是否存在拓撲關系，是否存在銳角或者狹長面，是否與國家的監測圖斑面積一致、是否有相鄰太近的點、是否有碎圖斑出現等。

3.2.4 融：自動化融合

融合就是畫一個路的面直接就融進去，或者年度變更圖斑放進去就會自動化融合。已有圖斑或者自己畫的圖斑直接可以融進去，或者共點移動或者共邊移動圖斑。在融合時進行圖形拓撲檢查，查出圖斑是否有縫隙，是否有重疊，是否存在碎圖斑。

3.2.5 畫：智能化

利用人工智能的方法繪制道路與地類界線。在所有權數據的基礎上，將沒有的道路用自動畫雙線或者畫單線的功能繪制出，對于能用的線狀地物，可通過線物造路邊界線的工具繪制。

3.2.6 修：整體修

對于提取好的地類界線，可前期通過修整工具根據高清影像進行修整，也可以對創建好的地類圖斑面進行直接的面修整。對于漏畫的道路或者零星地物，可直接用畫線物面或者畫零星面進行修改，對于修改時產生的碎圖斑，軟件會直接提示【2】。

4 數據入庫流程

土地調查的核心是數據入庫，調查數據入庫流程具體見圖1。

5 數據庫邏輯結構

數據庫由應用數據庫、專項調查數據庫和元數據庫組成。應用數據庫由空間數據庫、非空間數據庫組成；專項調查數據庫由批準未建設的建設用地數據、耕地質量等級調查評價和耕地分等定級評價數據組成；元數據庫由矢量數據元數據、數字正射影像（DOM）元數據和數字高程模型（DEM）元數據等組成。

6 數據更新

為保證數據庫與地方數據一致性，對土地利用進行有效的監督管理。要及時更新上級數據庫，一般數據上報更新有2種方式：網絡上傳、更新；借助媒體上報更新。

圖1 數據入庫流程圖

數據更新的方式是利用國家標準地球空間數據交換格式（VCT）將變化的數據更新。

7 數據庫安全體系建設

在現有系統的基礎上，根據需求和信息安全發展趨勢，不斷完善多規融合移動平臺信息安全體系。堅持安全、技術與管理并重、分級與多層保護和動態發展等原則，從物理、數據、系統、應用等多個方面進行信息安全保護，建設由策略、檢測、保護、恢復、響應和改善組成的完整安全體系，最大限度地保護信息不受諸多威脅的侵犯，將損失和風險降低到最低程度。同時基于國土資源業務網建設和完善涉密信息加密傳輸系統，實現涉密信息的遠程安全傳輸，解決涉密業務系統數據交換的難題。加強信息安全保密制度的建設與完善。建設綜合網絡及安全監控平臺，實現對網絡系統和安全系統的聯動與統一管理。

8 結語

數據庫軟件直接為土地調查業務服務。軟件綜合運用計算機、GIS、數據處理等先進技術，實現對影像信息的處理、存儲、查詢、分析、顯示、輸出、更新、維護等功能。軟件將建立完善的數據更新機制，既能實現數據處理自動化，又能實現數據整合處理工作。軟件能很好地支持國家新舊地類快速轉換，處理效率高；軟件具有可定制的全方位檢查工具，針對圖形數據拓撲關系、屬性數據邏輯關系及完整性等內容進行檢查，可以為提交優質、高效的地理空間數據提供有力保證。數據庫建設是一個龐大的工程，涉及的基礎地理數據量大、類型復雜、技術手段多樣，管理和維護工作比較繁重，許多問題都有待進一步深入研究和解決，本文只是對數據庫做了部分研究，希望同行進行深入探討。