基于GIS的土地利用数据库建设与研究

摘要：该文研究了基于国土二调的县级农村土地调查数据库建设技术方法。以辽宁省辽阳市太子河区为研究对象。充分利用已有的土地资料和数据，对数据库的结构和图层分层方案进行了设计。具体包括：数据库框架设计、数据库建设过程以及数据入库的质量控制。通过建设县级农村土地调查数据库，不仅为县级土地管理部门的土地利用数据管理和处理工作提供现代化的技术手段，同时还为土地变更调查、动态监测、土地利用总体规划提供基础数据和科学依据。

关键词：土地利用数据库；GIS；太子河区

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）05-0965-03

1 研究区概况

1.1 行政区划

太子河区位于辽阳市近效，绕市区成环状，总面积为143.06平方公里。北面及西北面与灯塔市接壤，西南部齐大山主峰外与鞍山市相连。中部为城区，其余皆与辽阳县毗部，地理位置为西起东经123°07′17″，东至东经123°19′51″，南至北纬41°09′04″，北抵北纬41°20′36″。

2 数据库结构框架设计

数据库结构框架设计包括：数据库建设流程，系统数据结构框架和系统的软、硬件配置[3]。

2.1 数据库建设流程

2.2 系统数据结构及分层设计

土地利用现状数据库是根据地物类型分层存储，每层又包括空间数据和属性数据，每层空间数据又分为点，线，面三个文件。一般土地利用现状图的图面信息可分为图斑；村界，县区界等行政辖区；线状地物；飞地；零星地类等地物层。

2.2.1 数据采集分类编码说明

土地利用数据库要素分类大类采用面分类法，小类以下采用线分类法。根据分类编码通用原则，将以土地利用数据库要素依次按大类、小类、一级类、二级类、三级类和四级类划分，要素代码采用十位数字层次码组成，其结构如下：

2.3 系统的软硬件配置

2.3.1 工作软件

工作软件即生产软件，采用清华山维公司EPS2008二调专版。本软件基于EPS2008平台，以Access数据库为核心，以《第二次土地调查数据库建设规范》为范本，主要用于农村土地调查数据的采集和加工，具备图形数据采集、属性数据录入、数据编辑检查、专题图编制和数据输出等功能，可以作为其他GIS平台下数据库管理系统的采集加工工具，能够支持《土地利用数据库标准》中规定的交换格式，进行数据交换。

2.3.2 管理软件

管理软件即汇总软件，由省二调办指定，采用南京国图信息工程有限责任公司专为二调开发的最新软件。该系统基于Arcgis平台。主要特点：

1）支持《土地利用数据库标准》中规定的交换格式标准，能对土地调查数据检查，并具有增、删、改等编辑功能。

2）数学基础、面积量算方法、数据统计表模版和图件输出格式等，符合《第二次全国土地调查数据库建设规范》要求。

3）能够进行土地调查影像数据的管理，支持土地调查数据网络互联互通，满足汇总统计、及时监测与快速更新的要求。

3 土地利用数据库的建库过程

3.1 数据库总体设计

县级土地利用数据库系统由三部分组成：图幅检索表、数据字典和各年的数据。

3.1.1 图幅检索表

图幅索引表是表明全县所有标准争幅图空间相对位置一幅简图，主要起到对图幅的快速检索作用。图幅索引表的建立是根据经、纬度跨度，中央经线等数据基础确定的。

3.1.2数据字典

本次土地调查数据库数据字典的功能包括以下几个方面：地类要素（包含地类代码及其涵义）、行政区表（包含行政区代码、名称、面积）、图幅索引表（包含图幅号、图幅面积、界内面积、界外面积）、权属单位表（包含权属单位代码、名称）等，它是系统工作中不可缺少的一部分。

3.1.3 各年数据

每年的数据可以分为若干层，每一层数据又包括空间和属性两种数据，每层空间数据又分为点、线、面三个文件。

3.2 建库技术路线

3.2.1 建库的外业调查

外业调查主要包括土地权属调查、地类调查、基本农田调查。其中土地权属调查包括土地权属性质调查、村界调查、集体土地宗地调查、飞地调查、土地权属争议调查。地类调查包括线状地物调查、图斑调查、零星地物调查[5～7]。

3.2.2 建库的内业处理

1） 土地利用数据提取

将国家统一制作下发的DOM作为土地利用图形信息数据提取的主要来源。当图形数据采集的来源和依据是现势性较强的DOM电子数据，因此可直接进行土地利用数据的提取。

2） GPS数据采集

本次农村土地调查，有的村界是用GPS实测，可直接导入点位坐标数据，并按照手薄记录内容，以影像为基础获取图形数据。

3） 属性数据采集

① 逐个图斑直接录入属性数据。对原始数据矢量化，逐个图斑构面，录入相关属性。

② 编制软件集中录入属性数据。本次农村土地调查，采用清华山维EPS 2008二调专版软件进行内业数字化采集。根据软件特点，属性全部采用中文标识注记，如图斑地类及权属、线状地物宽度、地类及权属等。

③ 地类图斑属性注记。地类图斑是由线状地物边线、地类界线、行政界线及权属界线围成的封闭区域，用注记字典（列表式），在每个图斑内标注地类名称和权属[8]。

3.2.2.2 分幅数据接边

1） 对分幅采集的矢量数据进行接边处理。图形数据接边时注意保证图形与其相应属性数据的一致性。

2） 在相邻图幅图廓线两侧，当明显对应要素间距离小于图上0.6mm和不明显对应要素间距离小于图上2.0mm时，可直接按照影像接边，否则应实地核实后接边。接边后图廓线两侧相同要素的图形和属性数据应保持一致。

3） 不同比例尺，以高精度的图形和属性要素为接边依据。

4） 在进行数据接边处理前，由专业质量检查员按分幅数据进行检查确认，未经检查确认或超出接边限差的数据不得进行接边处理。

3.2.2.3 数据入库

数据检查合格后，按照规范要求，对县（区）汇交的农村土地调查矢量、栅格（影像）、成果文档资料等不同类型的数据进行入库，建市级数据库。不同类型、不同格式的数据，采用不同的入库方法。

1） 矢量数据入库

按数据建库规则创建数据库结构表，并建立文件存储目录，定义数据坐标范围与参考系，以县级土地调查数据库为基本单元，将经检查合格的矢量数据导入到标准数据库中。

2） 影像数据入库

辽阳市第二次农村土地调查市级数据库管理的影像数据约占整个数据库总数据量的90%，包括多种比例尺的DOM数据、DEM数据、底图生产过程影像数据、以及为应用目的在已有影像数据基础上制备的专题影像数据等。

3） 元数据入库

元数据包括矢量数据元数据和栅格数据元数据，采用导入矢量数据的方式入库。

4） 建立数据字典

根据《土地利用数据库标准》要求，建立元数据库、数据字典和数据索引。

5） 导入信息

将经过检查合格的土地利用、土地权属数据以及DOM、测量控制点、DEM、行政界线等基础地理信息、栅格信息数据导入数据库。将基本农田保护区片块矢量数据叠加到土地利用数据库中。入库后，进行数据库系统运行测试。

3.2.2.4 数据拓朴

利用国图软件自动生成地类界线、界址线、基本农田保护图斑可有效减少拓扑错误的产生，以下作以简要说明。

1） 利用国图软件中的系统工具可自动生成地类界线。

说明：进行此步操作的前提是行政区、行政区界线、权属宗地、权属界址点、权属界址线、线状地物、地类图斑、零星地物无任何拓扑问题，否则生成的地类界线也会产生拓扑错误。

2） 利用国图软件中图形处理菜单下的宗地生成界址线功能生成界址线。

说明：进行此步操作的前提是行政区、行政区界线、权属宗地、权属界址点、线状地物、地类图斑、零星地物无任何拓扑问题，否则生成的地类界线也会产生拓扑错误。

3） 利用国图软件中专题数据处理菜单下的提取基本农田保护图斑功能生成农田保护图斑。

综上所述，灵活运用以上操作可大大减少拓扑错误的产生，提高修改数据库的工作效率。

4 结束语

县级农村土地利用数据库是第二次全国土地调查的主要成果之一，该文主要研究了基于GIS技术的农村土地调查数据库及管理系统的设计架构和建设流程，建立了覆盖太子河全域的集遥感影像、图形、地类和权属为一体的土地调查数据库。并指出1：10000土地利用数据库建设的成果的真实性和现势性，将GIS技术应用于数据库的建设上具有方法新、技术先进、科学等特点。

参考文献：

[1] 第二次全国土地调查技术规程.TD/T 1014-2007.

[2] 二次调查数据库建设技术规范.全国土地调查办.

[3] 土地利用数据库标准.TD/T 1016-2007.

[4] 解蕾.县极农村土地调查数据库建设技术方法研究.中国地质大学，2010.

[5] 何钊.鹿寨县第二次农村土地调查数据库研究.中国农业大学，2009.

[6] 基础地理信息数字产品数据文件命名规则.CH/T1005-2000.

[7] 赵双飞.GIS技术支持下的县级土地利用数据库建库研究 湖南师范大学，2004

[8] 农村地籍数据库标准.TD/T 1015-2007.

[9] 二次调查成果检查验收办法.全国土地调查办.

[10] Clark KC.Recent Trends in Geographic Information system researeh. Geographic Information system Proeessing， 1986（3）：l-15.