土地利用现状数据库建设中关键技术问题研究.doc
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1、摘 要土地资源是国家发展建设的稀缺资源之一。土地利用的科学性和可持续性已提到一个很高的要求阶段。在此背景下,如何动态监测、管理土地,以达到科学、合理的利用每一寸土地,是一项十分重要的课题。随着土地管理工作的发展,迫切需要建立土地利用现状数据库。土地利用数据库的建设对于提高土地利用现状及更新数据的准确性、及时性 ,加快实现国土资源信息化、规范化和科学化具有重要意义。本文以全国第二次土地调查为研究背景,扼要介绍了土地利用数据库建设的过程,结合苍穹国土处理系统Kanq LandPS和ArcGIS软件,对土地利用数据进行了入库管理工作,重点对土地利用数据库建设中的数据处理和数据质量等关键技术问题进行了
2、研究,得出了一些很利于实际建库工作的结论。关键字:土地利用数据库,数据处理,Kanq LandPSSubject :The study of the key technical problems in the building of Land Use DatabaseSpecialty :Geographic information systemName :Yang Zaixing (Signature) Instructor:Chen Xiaoning (Signature) ABSTRACT Land resources are the one of the scarce resource
3、s in the development and construction of the country. The Scientificity and sustainability of Land use has been referred to a very high stage in requirements. In this context, it is a very important issue that how to monitor and manage land dynamically, in order to achieve a scientific and rational
4、use of every inch of land. With the development of land management, there is an urgent need to establish the status quo of land use databases. The construction of land-use database has the very important significance for improving land use status quo and accuracy and timeliness of updating data, and
5、 for accelerating the infomationization,standardization and scientization of land resources.This paper takes the second national land survey as research background, a brief description of the construction of land-use database process has been made. With the CangQiong Land treatment systemKanq LandPS
6、 and ArcGIS software, the land use data has been stored and managed. Focusing on the data processing and data quality control as the key technical issues in the construction of land-use database, a number of very beneficial conclusions to the actual construction of the database building has been dra
7、wn.KEY WORDS:land use database, data Processing, Kanq LandPS 目录1 绪 论11.1土地利用现状数据简介11.2 土地利用数据库建库研究现状11.3 研究的背景及意义31.4 本文研究的内容42建库准备及数据库设计42.1数据采集与建库准备42.1.1资料收集42.1.2外业调绘52.1.3数据采集与处理72.1.4数据库建立软件的选择112.2 数据库设计122.2.1数据库的内容及组织管理方法设计132.2.2数据关系设计142.2.3数据字典设计142.3土地利用现状数据库功能设计163 应用苍穹国土处理系统Kanq LandP
8、S实现数据入库193.1 数据库创建193.2 数据字典及空间参考设置203.3 数据检查修改223.4 图斑和村的生成253.5 分幅图文件接边和图斑融合263.6 数据入库303.7 数据维护314 建库过程中关键技术问题探究314.1数据组织和采集方法研究314.1.1 数据组织方式314.1.2 数据采集方法324.2 分幅空间数据接边探究334.2.1 数据库数据接边344.2.2 文件夹接边364.2.3 自动接边364.2.4手工接边384.2.5 接边方法选择384.3数据换带问题394.4各种面积数据的生成方法和相应精度问题分析435 总结44致谢46参考文献47481 绪
9、论1.1土地利用现状数据简介土地利用数据是反映土地利用系统及土地利用要素的状态、特征、动态变化、分布特点,以及人类对土地的开发利用、治理改造、管理保护和土地利用规划等数据资料。主要包括:(1)通过统计与监测所取得的数据资料。如基层土地统计报表、年度土地统计台帐、土地面积平衡表、年度国家土地统计报表,土地利用现状原始图件、文字报告、统计图表等;(2)利用遥感技术获得的黑白、彩色、多光谱航空、卫星图像资料等;(3)从土地利用现状图和有关图件上,通过量测、计算获得的数据。如图幅的理论面积和量算面积,图幅内各块土地使用单位面积,各种主要地类图斑量算面积及其汇总面积等;(4)土地管理、规划和国土规划中所
10、采用的土地数据。如地形图、航空相片,土壤、植被、水文、水文地质、气象等数据资料和图纸,人口、劳动力、居民点等数据资料,地籍图、土地登记表等。上述数据,通过数字处理系统和文件处理系统,存入计算机,形成土地利用数据库,便于进行土地数量、质量及其变化信息的储存、对比和分析,为开展土地利用调查研究和制图及土地利用规划、土地管理等提供基础资料和信息。1.2 土地利用数据库建库研究现状(1)土地利用数据库建库进展随着我国社会经济的发展,国土部门的业务工作及范围也在不断扩大,原有的靠手工操作、图纸管理的模式已经越来越不能满足土地管理工作信息化的要求。伴随着“数字国土”工程的不断深入,建立土地利用数据库系统对
11、提高土地管理工作的信息化、科学化、规范化以及实现国土资源共享具有重要的意义。土地利用数据库系统是土地信息系统的重要分支和组成部分。它采用地理数据库技术对土地利用数据进行管理,并提供数据采集、存储、分析、土地利用数据统计汇总等多项生产和管理功能,为土地利用总体规划、政府部门科学管理用地提供基础数据来源。土地利用数据库的建设工作是在土地利用现状调查、土地利用变更调查和基础图件更新的基础上开展的。1997-2000年由原国家土地管理局组织完成了全国1:50万土地利用数据库的建设;1999年底国土资源部将全国1:1万主比例尺土地利用数据库的建设工作正式纳入国土资源大调查的“数字国土”工程,截止到200
12、4年底共有1000余县市开展了此项建库工作,全国1:1万主比例尺土地利用数据库建设目标是在2010年前完成全国重点农业区约2000个县、市的建库工作。伴随着国土资源信息化进程的不断发展,为了实现数据共享和土地利用数据信息服务社会化的要求,使已建成的土地利用数据库能够准确、快速、高效地服务社会,自2002年初开始依据国土资源信息核心元数据标准,开展了土地利用元数据系统的开发和建设工作。2005年5月,国土资源部向国家发改委申请的“金土工程”项目正式获得立项。“金土工程”是面向保护资源、维护权益、支持发展、服务社会的国土资源信息化建设工程。为了配合“金土工程”的实施,国上资源部颁布了最新的县级土地
13、利用数据库标准。(2)建库中存在的问题在土地利用数据库的建设中,目前存在的主要问题有:u 建库平台种类繁多,平台之间数据转换困难建库平台即软件的选择,目前可以用来进行数据处理的GIS软件已越来越多,如MAPGIS、GEOWAY、瑞得、深圳凯立得等。随着技术的不断提升,在市场经济的历练下,大多国产GIS软件功能日趋完善,在性能上也各有优缺点。然而由于某些方面的原因,数据从一个平台转换到另一个平台时会出现数据丢失的现象。因此,为了便于数据共享和数据汇总,建库软件平台的选择需要慎重考虑。u 土地利用元数据库建设相对滞后由于种种历史原因,土地利用数据库和土地利用元数据库建设没有同步开展。元数据库系统建
14、设相对滞后,造成已完成土地建库的县级单位搜集元数据信息的困难。另外,一些建库单位和建库部门对“元数据”的重要性认识不足,轻视元数据库建设的现象普遍存在。u 建库数据质量差、内容不规范由于一些建库软件的数据质量检查能力较弱,另外一些建库单位在数据库建立过程中没有采取一种可行的数据质量保证措施,结果在数据质量方面产生了一系列的问题。例如,土地利用要素分层和属性结构不规范,未维护拓扑结构,分区数据有重叠、重复、缝隙和破碎多边形,缺少属性数据等。因此,存在上述问题的土地利用数据库中的数据就不能满足实际应用系统的要求。u 以文件管理方式为主,不利于海量数据的存储与管理和多用户并发操作空间数据不同于一般的
15、属性数据,空间数据具有以下特征:空间性、抽象性、多尺度与多态性等(龚健雅等,2004)。传统的基于文件方式的GIS数据存储技术有其固有的不足,不利于海量空间数据的存储和管理,采用数据库技术存储空间数据是今后一段时间内GIS数据管理发展的方向。(5)新老标准衔接目前并存着县(市)级土地利用数据库标准和县级土地利用数据库标准两套标准,对于已经完成土地利用建库和将要进行建库的单位而言,如何对新老标准进行衔接是值得考虑的问题。1.3 研究的背景及意义1996年第一次全国土地调查完成以来,经济社会快速发展,城乡面貌发生了很大变化,原有的土地信息已难以满足新形势下节约集约用地的需要。掌握真实准确的土地基础
16、数据,是实行最严格土地管理制度的迫切需要,对全面落实科学发展观,完成“十一五”规划的任务,守住全国耕地不少于18亿亩这条红线具有重要意义。要通过新一轮土地调查,查清城乡每一块土地特别是基本农田的具体情况,建立和完善我国土地调查、土地统计和土地登记制度,实现土地的信息化、网络化管理,开展社会化服务,满足经济社会发展和国土资源管理的需要。2007年,为掌握全国土地使用利用现状,根据国务院文件精神,国土资源部要求各省在2009年年底前完成全国第二次土地调查工作。调查的主要任务包括,农村土地调查,查清每块土地的地类、位置、范围、面积分布和权属等情况;城镇土地调查,掌握每宗土地的界址、范围、界线、数量和
17、用途;基本农田调查,将基本农田保护地块(区块)落实到土地利用现状图上,并登记上证、造册;建立土地利用数据库和地籍信息系统,实现调查信息的互联共享。在调查的基础上,建立土地资源变化信息的统计、监测与快速更新机制。全国第二次土地调查涉及的数据是海量的,涉及的数据类型是多样的,土地调查数据库是的一项十分重要的成果,是各级土地调查数据汇总统计的基础,也是国土资源各项日常管理工作的重要依据。研究土地利用现状数据库建设中关键问题对提高土地利用现状及更新数据的准确性、及时性 ,加快实现国土资源信息化规范化、科学化具有重要意义。1.4 本文研究的内容研究第二次全国土地调查数据库建设的整个过程,结合北京苍穹数码
18、测绘有限公司的国土数据处理系统Kanq LandPS,分析研究土地利用数据库建设中关键技术问题。2建库准备及数据库设计2.1数据采集与建库准备2.1.1资料收集农村土地调查数据库建设的数据资料主要有:(1)已有土地利用现状调查、变更调查和基本农田划定数据。包括标准分幅土地利用图、土地利用变更图、图幅理论面积与控制面积接合图表、现状以及调查外业记录表、土地统计表格等。(2)第二次全国土地调查外业成果中的农村土地调查和基本农田调查成果基本资料:u 调查底图(包括正射影像图)、地形图;u 外业调查记录表;u 飞地统计表;u 平均田坎系数计算表;u 基本农田规划图;u 县级以下行政单位代码表及权属单位
19、代码表。参考资料:土地利用详查资料,包括:u 县土地利用现状调查报告,乡土地利用现状调查说明书;u 县、乡土地边界接合图表;u 外业调查记录手簿;u 耕地坡度分级汇总表等。土地变更调查资料,包括:u 土地利用现状图;u 土地变更调查外业记录表;u 县、乡、村各类土地面积统计表。2.1.2外业调绘主要工作是在确定的行政区域界线、土地权属界线范围内,根据实地地物反映在影像上的特征,经过在实地核实确认,将不同地类的范围、权属性质、必要的注记等调绘、标绘、标注在调查工作底图(标准分幅正射影像图)上,对于影像上未反映而实地存在的新增地物,需采用测绘的技术或仪器,将新增地物补测到调查工作底图上。外业调绘的
20、工作流程见图2.1。图2.1 调绘工作流程根据第二次全国土地调查总体方案和第二次全国土地调查技术规程,农村土地调查包括权属调查和地类调查两部分。(1)权属调查调查单元是宗地。凡被权属界址线封闭的土地为一宗地。包括集体土地所有权宗地和国有土地使用权宗地。主要工作有以下几个方面:u 查清农村集体土地所有权状况。同一所有者的集体土地被铁路、公路,以及国有河流、沟渠等线状地物分割时,原则上应分别划分宗地。有争议的土地,不得划入任何宗地,待争议调处后划入相关宗地或单独划宗;无法调处的,暂按争议范围单独划“宗”。u 国有农、林、牧、渔场(含部队、劳改农场及使用的土地)国有土地使用权宗地状况。u 公路、铁路
21、、河流国有土地使用权宗地状况u 其他国有土地使用权单位宗地状况。u 地类的国有、集体土地权属性质。(2)地类调查:指以1:1万比例尺为调查主比例尺,以县级行政区域为基本调查单位,按照国家统一的技术标准,以航空或航天遥感影像制作的标准分幅正射影像图为调查工作底图,按照土地利用分类标准,对调查范围内的每块土地的地类、位置、范围、面积、分布等利用状况进行的调查。2.1.3数据采集与处理(1)图形数据采集与处理误差校正在矢量化输入过程中,通常由于数据源、图纸变形、以及图形扫描、输入和处理等因素使图形与理论值存在误差,因此必须经过误差校正。误差校正步骤如下:u 在扫描影像图或DOM上采集图面控制点坐标。
22、u 通过公式计算或者用计算机生成理论控制点坐标。u 计算得到图面控制点和理论控制点的坐标对应关系。u 校正矢量化数据。坐标与投影变换如果图形数据的坐标系不一致时,需要在1954北京坐标系和1980西安坐标系之间进行变换。如果矢量化后的图形数据的坐标系不是大地坐标系,我们需要将其转换为大地坐标系(单位为米)。当数据涉及跨带时,需要进行投影变换,作换带处理。选择任意中央经线方法或投影主带方法进行换带处理,统一为同一中央经线。对于转换后的图形要进行核查,其控制点的转换误差为0.1mm(图面值)。矢量化当使用DOM数据作为矢量化依据时,应注意以下原则:DOM的影像特征是进行地类边界的勾绘的依据,外业工
23、作底图和外业调查记录表作为矢量化的参考和地类要素属性判定的依据;对于在DOM上无法准确定位的补测的地类要素,应根据补测方法进行矢量化。用GPS进行补测的,可直接录入GPS数据;用距离交会法等进行补测,且补测地物转绘到外业工作底图,应扫描外业工作底图,并对此类要素进行扫描矢量化。图形数据矢量化方法如下:u 确定不同要素的分层编码、线型、颜色和代码等;u 点状要素的矢量化应采集影像的几何中心,线状要素的矢量化应采集影像中心线,面状要素则由线要素经过拓扑处理而形成。封闭的界线应严格闭合;u 公共边线或具有多重属性线状要素(如某线状要素既是公路又是行政界线)只能矢量化一次,拷贝到相应数据层中;u 图内
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