GIS平台在国土资源领域的应用

摘要：本文从 “玉林市国土资源信息中心综合管理系统”的建立经验出发，研究探讨GIS平台在国土资源调查的应用。

关键词：GIS国土资源应用

中图分类号: K90文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

1.前言

GIS是“3S”技术之一，其具有高效的空间数据管理和灵活的空间综合分析能力，利用GIS对国土资源信息进行管理具有无可比拟的优点。近年来，我国经济迅速发展，面对土地利用的严峻形势，国家提出确保18亿亩耕地“红线”方能保证国家粮食安全的的约束性指标，国土资源部还启动了“金土工程”建设，并在多个省区市进行了试点建设，我市国土资源信息中心根据GIS的应用特点研究建立了国土资源信息综合管理系统,本文以此经验出发研究探讨GIS平台在国土资源调查的应用。

2.GIS 基本原理

GIS的前身为彩色地图出版系统，进行GIS的建立就是对各种比例尺的图幅进行数字化处理并建立数字图库，以便实现：在数据获取过程中，存储和管理地图信息；在数据处理过程中，提供资料和存储处理结果；在检索和输出过程中，形成绘图文件或各类地理数据文件的数据源。GIS应用包含数据地图库和专业属性数据库的管理等过程，其流程概括为GIS框架构造影响着系统的高效性及系统分析能力，下面就GIS系统制图的工作方法和步骤进行研究探讨。

3. GIS系统制图

3.1 图库图层的建立与设置

在图层建立之前，首先要建立图库，在进行图库参数设置时，应根据图幅选择梯形分幅或矩形分幅的分幅方式，即梯形分幅要输入横向宽度和纵向跨度，其值为图幅的经向和纬向差；矩形分幅则要输入图幅宽度和高度，并输入图幅比例尺分母。值得注意的是，在设置参数时，务必要确保可对设置好的参数进行修改。其次是添加建立图库结构，注意新旧库类结构不可重复。最后就是图幅的输入、修改与删除。图幅的输入可以选择：1、直接在接图表中选取一个位置输入；2、通过输入图幅功能向当前图库中输入，系统根据输入图幅帧的横向、纵向四分编码来确定其在图库中的相对位置，并在屏幕上动态地显示出来。每一图幅就相当于图库的一条记录，包含着图幅标识、左下角经纬度以及磁偏角等等。

我们知道，在GIS的图库中，以图幅为单位存放数据，图幅又由点、线面三种文件组成，以图层来分类存储不同的信息，并划分为若干个图层（相同、相近或相关的属性放置于同一个图层，不分类的地理信息放置于过渡层）。比如一幅地形图,可以把图幅内所有的交通设施及其名称注释放在一个图层中;把所有的地层分界线如角度不整合界线、平行不整合界线及地层名称代号放于地层图层中等等。同一图幅的多个图素具有不同的属性结构，同一库类中对应图幅的图素属性结构应相匹配。这样的图层划分与设置就为以后查询、调用、编制目的性很强的专业图件提供了高效率的查询手段。

无关联的信息则分层存放。不同比例尺标准分幅的图层设置应严格执行有关的标准、规范或结合具体工作的需要进行。比如：交通管理系统的图层划分可依据交通设施类别（铁(公)路、桥梁、港口等）、道路等级等来进行。而在地质管理系统系列图层划分则可依据矿种、规模、矿床的成因类型等来进行，也可依据物探、遥感等不同类型的信息源来进行。

总之，图层的划分要结合图素内容、逻辑的信息内容及地理信息系统的特点来进行。

3.2 图形图素矢量化

以往的地理信息主要是以图纸为载体的，限制着地理信息的高效处理和管理，因而要建立完善的“玉林市国土资源信息中心综合管理系统”，必然要对已有的图件图素进行扫描生成光栅文件并进行量化处理，以实现对图素进行输入、编辑、修改等功能。GIS调用的光栅文件格式主要为*.tif,而扫描生成的光栅文件有：*.ｐcx、*.png、*.tif、*.jpg等,因而要使扫描的光栅图像方便GIS调用，常常需要利用photoshop等系列图像处理软件进行光栅文件的裁剪及文件类型的转换,生成*.tif格式文件,方便GIS光栅文件求反功能转换成*.rmb格式进行矢量化处理。

图素的矢量化包括（点、线、面）状图素的矢量化。首先，点状图素的矢量化是从GIS符号库中选取与点状像素相同的子图,并赋予相对应的宽、高、旋转角度值等。线状图素的矢量化则是通过线状图素的属性来确定其存放的图层,且置为当前通过手动式等方式来进行矢量化。在选择矢量化方式时，干扰因素大的图件使用手动式。矢量化所采用的线型及参数设置要依据线型的特点,如线的粗细,Ｘ、Ｙ值。Ｘ表示线段在Ｘ轴方向上的重复频率,Ｘ值越小,线段重复的频率越高,反之越低;Ｙ值的大小只影响到某些线型,如平行不整合界线中双线之间的距离。设置好各参数后,沿着线型像素的中央不断取值,描绘线状图素呈线型，曲线转弯处加密取点,反之曲线弯曲度不大处少取点,以减少矢量化值的误差。面状图素的矢量化就是在（如：道路、水体、岩体等面图素）的封闭区域填充不同的颜色及花纹。若系统库中不存所对应的点、线、面状图素要件,则可通过符号编辑框的编辑保存功能来实现。

3.3 图素图件误差校正

图纸放置时间过程，总会发生变形, 图件的精度就会降低,为了提高精度,就要对光栅文件矢量化后的图素予以误差校正。误差校正主要是通过坐标平移，依据采集的实际值和理论值比较对比，然后设置好校正控制点依次对点、线、面文件进行校正。

坐标平移就是利用GIS中“整块移动”功能进行坐标变换,如果图幅的下边线不水平,变换的同时,图幅会自动出现一定角度的偏转,并使图幅下边线上所有点的Ｙ值均为0。而实际值的采集主要是：图幅变形较小的图幅校正控制点一般选图幅的4个角点和图幅内均匀分布5个点，当图幅变形较大时,可加密控制点。理论值的采集则是输入每幅图左下角的经纬度值, GIS自动生成对应比例所需要的图框,采用与实际图幅相同的网间距,采用交点的坐标来校正图幅。图幅校正时,畸变了的图形要运用高精度的数学方法纠正到理论图形上去,使每幅图的实际控制点与其理论值对应,理论图框内部点Ｘ、Ｙ取值时就要与实际控制点相对应。

图幅接边的主要目的是将相邻图幅间接合处图元的连接误差消除。接边操作时，要注意同一图幅的图元不能进行接边；接边的图元接合误差较大，超出允许接边容许误差时，系统提示错误，不给予接边处理操作，这时若要进行接边处理，那就要调整接边参数，加大接边容许误差等等。将较大比例尺的图幅拼接成较小比例尺的图幅时,拼接顺序是先上下后左右,比如1:5万图幅由4个1:2.5万的图幅拼接缩小而成。拼接的具体操作为:取下面图幅的左上角图廓点的Ｘ、Ｙ值,作为上面图幅坐标平移变换的ΔＸ、ΔＹ之值,将上面的图幅进行坐标变换后,添加到下面图幅上去,形成一个新的图幅,这个新的图幅由上、下两个1∶2.5万的图幅经过上、下拼接而成。同样,也可以将右侧上、下两个图幅拼接,最后再左右拼接,缩至一半便成为一个1∶5万的图幅。由于1∶2.5万图幅为梯形分幅,上、下拼接后形成的图幅仍为梯形,左右拼接时,在图幅的中缝部位,出现一个上宽下窄的“Ｖ”形裂隙,此时采用旋转变换的方法,尽量使“Ｖ”形裂隙的上端口缩小,直至在误差范围之内即可。当然,在误差校正时,也可将1∶2.5万图幅直接校正到1∶5万的图框中,稍做比例尺变换后,添加到1∶5万图幅的图框中形成1∶5万的图幅,这种变换方法可避免图幅中缝“Ｖ”形裂隙的出现。

由较大比例尺的图幅拼接成较小比例尺的图幅后,各种符号、注释常常会出现叠加、移位的现象,这样就需要对图幅内的各种图素进行编辑、修改等，使之趋于合理、互不影响。具体操作时,主要是将地形图的图素文件创建成工程文件并设编辑项,处理不同图素之间的相互关系。同时对图框外的内容比如图切剖面、图例等, 往往通过辅助图件突出其在图幅内的重点现象等,制作方法跟前面介绍的大图件相同，要注意图件整体美观、布局合理。

最后就是输出图件，根据对图件的效果及质量要求借助于绘图仪选择光栅文件格式输出等将图件以纸质的形式表现出来。

4.结语

GIS具有高效性和灵活性，通过实践表明： GIS为测量数据共享和利用提供了便利手段，不但提高了管理效率，同时也降低成本，其日后在国土资源数据管理领域也必将变得更加重要。

参考文献：

[1] 郑定.利用GIS技术对耕地面积与土地资源匹配的研究[J].中国土地科学,1994（9）

[2] 胡正德等.MAPGIS在国土资源大调查中的应用介绍[J].前寒武纪研究进展，1999（3）

作者简介：陈荣（1982- ），广西玉林市人，助理工程师，2006年毕业于河南工业大学