土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)向規(guī)劃數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究

翟麗

（阜新市生態(tài)空間勘測設(shè)計院有限公司，遼寧阜新 123000）

0.引言

1970年以來，國外土地利用規(guī)劃過程中廣泛引入遙感、計算機技術(shù)，極大地提高了土地規(guī)劃的科學(xué)性、工作效率和精確度[1]。在國內(nèi)，由于數(shù)據(jù)在行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)不一，為全國土地調(diào)查增加了很多不必要的麻煩，再加上由于城鄉(xiāng)發(fā)展迅速，地理信息更新快速，國家政府，各行業(yè)單位以及個人對地理信息的需要和依賴增加，使得數(shù)據(jù)在精細(xì)程度上難以滿足需求。在土地利用規(guī)劃工作的每一個環(huán)節(jié)都包含有大量的信息。信息的處理與利用都和現(xiàn)代科技信息處理技術(shù)有著緊密的聯(lián)系，并根據(jù)土地規(guī)劃利用的工作階段，對信息提出了不同的要求[2]。為更加詳實準(zhǔn)確地利用自然資源現(xiàn)狀數(shù)據(jù)變化情況，完善土地制度、監(jiān)測和統(tǒng)計制度，實現(xiàn)地理信息信息化管理與共享，此次針對在土地外業(yè)調(diào)查后矢量化的內(nèi)蒙古現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，使用ArcGIS Engine建立土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)向規(guī)劃數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，利用ArcGIS Engine二次開發(fā)實現(xiàn)土地利用數(shù)據(jù)分類轉(zhuǎn)換為規(guī)劃數(shù)據(jù)，并將此系統(tǒng)應(yīng)用于地籍調(diào)查的土地規(guī)劃工作中，對提高土地管理調(diào)查工作效率具有積極意義。

1.需求分析與關(guān)鍵技術(shù)

1.1 需求分析

1.1.1 功能需求

（1）實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)視圖加載瀏覽的基本操作。查詢特定規(guī)劃數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中的位置范圍，在數(shù)據(jù)中能快速找到對應(yīng)要素實體。

（2）根據(jù)土地規(guī)劃分類與土地利用現(xiàn)狀分類轉(zhuǎn)換表，實現(xiàn)現(xiàn)狀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換編碼快速高效向規(guī)劃數(shù)據(jù)編碼的規(guī)則轉(zhuǎn)換，規(guī)則修改。

（3）根據(jù)轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)換規(guī)則，逐級生成三級規(guī)劃地類、二級規(guī)劃地類和一級規(guī)劃地類。

（4）對現(xiàn)狀數(shù)據(jù)或規(guī)劃數(shù)據(jù)能進(jìn)行編輯修改，能把現(xiàn)狀數(shù)據(jù)與規(guī)劃數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，方便管理和查詢。

1.1.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換需求

土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)主要根據(jù)地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)分成兩級，一級類12個，二級類56個[3]。土地規(guī)劃地類主要分為3個地類級別，分別說明了地類名稱及對應(yīng)編碼。圖1說明了土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系中農(nóng)用地的規(guī)劃數(shù)據(jù)地類轉(zhuǎn)換表關(guān)系。

圖1 農(nóng)用地轉(zhuǎn)換

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1 NET平臺

NET技術(shù)體系主要由VisualStudio.NET和.NETFramework兩部分組成。VisualStudio.NET具有一套成熟完整的開發(fā)工具，用于開發(fā)桌面應(yīng)用程序、移動應(yīng)用程序、云原生應(yīng)用程序、ASPWEB應(yīng)用程序、XML、WEBservices等[4]。.NETFramework是部署，生成和運行WEB服務(wù)和應(yīng)用程序的平臺，旨在解決代碼安全，提供防止DLL災(zāi)難最小代碼執(zhí)行環(huán)境，一致性編程環(huán)境。

1.2.2 ArcGIS Engine框架

GIS產(chǎn)品涵蓋桌面端、移動端和WEB端，而這些產(chǎn)品都是基于ArcObjects 組件開發(fā)的。由于很多產(chǎn)品離不開ArcObjects 而獨立運行，于是將ArcObjects 的一些組件獨立打包出來構(gòu)建出嵌入式產(chǎn)品ArcGIS Engine，ArcGIS Engine只需單獨的Runtime就能開發(fā)出不用安裝桌面版的GIS產(chǎn)品。因為ArcGIS Engine 是一個COM組件庫，所以任何支持COM規(guī)范的編程語言都可以調(diào)用。

2.系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)設(shè)計原則

（1）實用性：為了滿足高效快捷處理地理信息，系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的Windows界面和ArcGIS Engine開發(fā)，便于使用人員操作，提供良好的人機交互界面。

（2）安全性：開發(fā)系統(tǒng)需要保護數(shù)據(jù)安全，遵守國家對地理信息數(shù)據(jù)保護的安全標(biāo)準(zhǔn)。由于系統(tǒng)是桌面端應(yīng)用程序，主要在無網(wǎng)絡(luò)模式下運行，不需要在網(wǎng)絡(luò)傳輸中對地理數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理。

（3）經(jīng)濟性：系統(tǒng)配置要求配置較低，由于ArcGIS Engine開發(fā)的平臺是32位操作系統(tǒng)，僅需要一臺正常配置的計算機就能滿足系統(tǒng)運行正常資源需求。

（4）可拓展性：由于ArcGIS Engine開發(fā)方式本身具有很好的拓展性，可以根據(jù)客戶需求開發(fā)出GIS平臺的大多數(shù)功能，如數(shù)據(jù)編輯，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。

（5）便于維護：軟硬件平臺和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)具有開放性，數(shù)據(jù)格式與ArcGIS Desktop軟件相對應(yīng)，保證軟件間數(shù)據(jù)可用。

2.2 系統(tǒng)框架設(shè)計

規(guī)劃轉(zhuǎn)換系統(tǒng)框架主要是利用ArcGIS Engine，地理數(shù)據(jù)庫，.NET平臺開發(fā)搭建而成。ArcGIS Engine提供一個相關(guān)的地理數(shù)據(jù)加載、編輯、分析、處理等接口，開發(fā)人員根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的功能需求，調(diào)用合理的接口，就可以實現(xiàn)GIS的大多數(shù)功能，其中ArcGIS Engine提供了工具箱里很多地理處理分析工具，開發(fā)者可以利用地理處理工具進(jìn)行空間分析處理數(shù)據(jù)而不需要調(diào)用接口一步一步實現(xiàn)，如圖2所示。

圖2 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)框架

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計

規(guī)劃數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)功能設(shè)計主要包括基礎(chǔ)功能區(qū)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能區(qū)、數(shù)據(jù)編輯功能區(qū)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能區(qū)。功能設(shè)計如圖3所示。

圖3 功能設(shè)計

2.4 主界面設(shè)計

規(guī)劃數(shù)據(jù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換主界面設(shè)計主要運用了DotNetBar for Windows Forms控件美化系統(tǒng)界面。設(shè)計窗體為無邊框模式，拖拽RibbonControl控件，添加基礎(chǔ)功能、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)編輯和數(shù)據(jù)統(tǒng)計4個功能區(qū)。主界面設(shè)計如圖4所示。

圖4 主界面設(shè)計

3.系統(tǒng)實現(xiàn)與應(yīng)用

3.1 基礎(chǔ)功能實現(xiàn)

基礎(chǔ)功能菜單主要由數(shù)據(jù)加載、數(shù)據(jù)瀏覽和圖層操作3部分組成。其中數(shù)據(jù)加載中包括矢量數(shù)據(jù)加載、柵格數(shù)據(jù)加載、CAD數(shù)據(jù)加載和MDB數(shù)據(jù)加載。數(shù)據(jù)瀏覽有數(shù)據(jù)的放大、縮小、漫游、全圖顯示和鷹眼視圖功能。圖層操作有縮放至全圖、移除圖層、打開屬性表以及圖層不可見和圖層可見設(shè)置功能。

3.2 數(shù)據(jù)編輯實現(xiàn)

數(shù)據(jù)編輯菜單由編輯模式、圖層選擇和要素處理3部分組成。其中數(shù)據(jù)模式包括開始編輯、保存編輯和結(jié)束編輯功能。要素處理包括添加要素、刪除要素和選擇要素功能。圖層選擇對加載數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇。

3.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換菜單由現(xiàn)狀數(shù)據(jù)處理、規(guī)劃處理和規(guī)劃地類3部分組成。現(xiàn)狀數(shù)據(jù)處理有規(guī)則轉(zhuǎn)換、規(guī)則修改和導(dǎo)入數(shù)據(jù)集功能。規(guī)劃處理有生成規(guī)劃圖層、導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫和創(chuàng)建要素集功能。規(guī)劃地類生成主要有生成一級規(guī)劃地類、生成二級規(guī)劃地類和生成三級規(guī)劃地類功能。

3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計實現(xiàn)

數(shù)據(jù)統(tǒng)計菜單主要由格式轉(zhuǎn)換和統(tǒng)計分析組成。格式轉(zhuǎn)換主要有矢量轉(zhuǎn)柵格和矢量轉(zhuǎn)CAD功能。統(tǒng)計分析有對比統(tǒng)計。

3.5 規(guī)劃數(shù)據(jù)生成

3.5.1 規(guī)則轉(zhuǎn)換

根據(jù)加載的內(nèi)蒙古現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的DLBM字段和DLMC字段，單擊規(guī)劃數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的規(guī)則轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)土地利用現(xiàn)狀分類編碼和相對應(yīng)的規(guī)劃數(shù)據(jù)編碼規(guī)則轉(zhuǎn)換。查看轉(zhuǎn)換結(jié)果，進(jìn)行規(guī)則修改，數(shù)據(jù)編輯修改，得到具有土地規(guī)劃三級地類編碼的數(shù)據(jù)。如圖5所示。

圖5 規(guī)劃編碼

3.5.2 生成三級規(guī)劃地類

在規(guī)劃數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，單擊生成三級規(guī)劃地類時，系統(tǒng)根據(jù)土地規(guī)劃三級規(guī)劃地類分類條件用SQL語句把規(guī)劃編碼為222的公路用地，規(guī)劃編碼為113的旱地，規(guī)劃編碼為211的城鎮(zhèn)用地，規(guī)劃編碼為141的天然牧草地等不同地類的數(shù)據(jù)篩選出來，然后逐一分類提取出獨立要素地類，生成三級規(guī)劃地類。圖6為公路用地。

圖6 公路用地

3.5.3 生成二級規(guī)劃地類

根據(jù)土地規(guī)劃二級規(guī)劃地類分類標(biāo)準(zhǔn)，用SQL語句選擇規(guī)劃編碼是111的水田，112的水澆地和113的旱地的要素，把通過編碼選中的數(shù)據(jù)從現(xiàn)狀數(shù)據(jù)中篩選提取出來，聚類生成耕地要素類。同理篩選出規(guī)劃編碼為32的自然保留地，逐一聚類生成林地、牧草地、園地、其他農(nóng)用地、城鄉(xiāng)建設(shè)用地、交通運輸用地、其他建設(shè)用地、水域以及自然保留地等二級規(guī)劃地類。圖7為自然保留地。

圖7 自然保留地

3.5.4 生成一級規(guī)劃地類

根據(jù)土地規(guī)劃一級規(guī)劃地類分類標(biāo)準(zhǔn)，用SQL語句把二級規(guī)劃地類的城鄉(xiāng)建設(shè)用地下包含的所有三級規(guī)劃地類篩選出來，同理篩選出二級規(guī)劃地類的交通運輸用地，其他建設(shè)用地。匯集篩選出來的城鄉(xiāng)建設(shè)用地，交通運輸用地，其他建設(shè)用地，從具有規(guī)劃編碼的內(nèi)蒙現(xiàn)狀數(shù)據(jù)中提取出來，生成一級規(guī)劃地類的建設(shè)用地。同理篩選，提取生成一級規(guī)劃地類的農(nóng)用地和其他用地。在每個地類處理時間均在1.86s之間。

3.5.5 規(guī)劃數(shù)據(jù)入庫

分別在一級規(guī)劃地類數(shù)據(jù)庫、二級規(guī)劃地類數(shù)據(jù)庫和三級規(guī)劃地類數(shù)據(jù)庫把對應(yīng)的一級規(guī)劃地類、二級規(guī)劃地類和三級規(guī)劃地類導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，方便管理。如圖8～圖10所示。

圖8 一級規(guī)劃地類數(shù)據(jù)庫

圖10 三級規(guī)劃地類數(shù)據(jù)庫

4.結(jié)論

（1）規(guī)劃數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在功能上滿足數(shù)據(jù)的加載瀏覽、數(shù)據(jù)保存、圖層操作、屬性查看和格式轉(zhuǎn)換的基本需求，實現(xiàn)了編碼規(guī)則轉(zhuǎn)換、一級規(guī)劃地類、二級規(guī)劃地類和三級規(guī)劃地類的生成。同時在處理地類時經(jīng)系統(tǒng)反饋時間顯示處理每個地類僅需要2s左右，處理效率相較傳統(tǒng)方式明顯提高。

（2）規(guī)劃數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)能解決工作量重復(fù)問題。由于土地規(guī)劃區(qū)域不同，但工作需求一樣，導(dǎo)致工作重復(fù)，耗費了不必要的人力物力，而規(guī)劃數(shù)據(jù)系統(tǒng)實現(xiàn)的是土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)向土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換規(guī)則，轉(zhuǎn)換規(guī)則不輕易修改，所以在長時間內(nèi)能重復(fù)使用該系統(tǒng)解決不同地區(qū)土地規(guī)劃問題，避免不必要的工作量。