徐志剛,高 鵬,謝健偉

(龍巖學院資源工程學院,福建龍巖364012)

當前,我國正處于改革發(fā)展的關(guān)鍵時期,經(jīng)濟的發(fā)展和人口分布結(jié)構(gòu)的變化引起的土地利用急劇變化。傳統(tǒng)制圖方法對完成土地現(xiàn)狀調(diào)查和圖件更新遠遠跟不上建設(shè)發(fā)展的需求,部分已經(jīng)建立的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)也達不到應(yīng)有的要求,即利用傳統(tǒng)的方法無法滿足土地管理信息快速更新的要求[1]。隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)路技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、空間技術(shù)尤其是GIS技術(shù)的發(fā)展,大大加快了土地利用管理工作信息化進程,因而以GIS技術(shù)為核心建立土地利用規(guī)劃管理信息數(shù)據(jù)庫是有條件且極為必要。ArcGis組件作為相當成熟的GIS軟件,不但具有強大和完善的數(shù)據(jù)編輯、處理、投影轉(zhuǎn)換、地理分析、空間處理等多種功能,而且作為以地圖為核心的ArcMap、ArcCatalog模塊進行土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫的建立明顯具有速度快、操作簡單、制圖效果好、可編輯性強等優(yōu)勢[2]。下面,筆者以ArcGis組件為基礎(chǔ),詳細闡述土地利用數(shù)據(jù)庫建設(shè)相關(guān)技術(shù),具有較強的現(xiàn)實意義。

1 建庫的技術(shù)路線

土地利用數(shù)據(jù)庫的建立主要使用ArcGis軟件中的ArcMap和ArcCatalog應(yīng)用程序模塊。ArcMap用于地圖制圖、分析、編輯及圖面設(shè)置。ArcCatalog用于定義和建立geodatabase[3]。根據(jù)ArcGis技術(shù)的特點及永春縣土地利用數(shù)據(jù)庫建設(shè)的要求,結(jié)合工作實踐,編制建庫的技術(shù)路線如下[4,5]:①制作調(diào)查底圖。利用1∶500比例尺地形圖,作為主要地類調(diào)查工作底圖,與實地不符時采用實地補測與影像圖判讀調(diào)繪相結(jié)合的方法,進行地形圖修補測。②全野外調(diào)查、記錄地類。采用全野外調(diào)查方法,按《土地利用現(xiàn)狀分類》體系,獲取調(diào)查區(qū)翔實、準確的地類圖斑信息。對外業(yè)調(diào)查成果嚴格按 “兩級檢查一級驗收”制度執(zhí)行,確保地類圖斑及其信息內(nèi)容調(diào)查準確。③調(diào)繪成果轉(zhuǎn)繪上圖、接邊。以GIS軟件ArcMap(或AutoCAD)為平臺,進行數(shù)據(jù)采集、圖形接邊、分層,錄入相關(guān)屬性。④城鎮(zhèn)類土地利用數(shù)據(jù)與農(nóng)村土地調(diào)查數(shù)據(jù)銜接。⑤建立土地利用數(shù)據(jù)庫。把全部圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入ArcGis平臺對數(shù)據(jù)進行拓撲錯誤檢查、構(gòu)面,建立屬性結(jié)構(gòu),錄入與聯(lián)接屬性,建立永春縣土地利用數(shù)據(jù)庫。

2 建庫前準備工作

1)資料的收集、分析 收集的資料包括大比例尺地形圖、近期的航攝影像圖、街坊圖等。按精度最高、現(xiàn)勢性最好的原則,從市國土局、市房產(chǎn)局、市勘測院所存有的地形圖中形成適合規(guī)劃、國土、房產(chǎn)部門使用的全要素永春縣1∶500數(shù)字地形圖,并以此作為本次地類調(diào)查工作的工作底圖;選取2008年數(shù)碼航攝影像制作的1∶1000比例尺正射影像圖,可作為1∶500比例尺地形圖更新和地類調(diào)查及新增地物調(diào)查的參考依據(jù);利用項目前期由市國土局牽頭,市勘測院配合完成修編的街坊圖作為調(diào)查工作劃分工作單位參考,進行宗地新編號,并滿足以后地籍管理需要;利用福建省國土廳統(tǒng)一下發(fā)的永春縣行政界線數(shù)據(jù)、市勘測院收集的城區(qū)街道行政管理界線數(shù)據(jù)作為調(diào)查工作的土地行政劃分與土地利用現(xiàn)狀分析統(tǒng)計的依據(jù)。

2)地類的外業(yè)調(diào)查 地類的外業(yè)調(diào)查主要包括分清土地利用的類別,按照不同的類別得到各類地類圖斑;確定的圖斑界線、圖斑內(nèi)建筑層數(shù)及結(jié)構(gòu)、注明圖斑編號及單位注記等;對于不明顯的界線物,應(yīng)標識勘丈數(shù)字,確保內(nèi)業(yè)標繪圖斑界線位置準確。外業(yè)調(diào)查時,應(yīng)實地逐個圖斑進行調(diào)繪,要做到:走到、看到、繪清、查清、記錄、準確和圖、數(shù)、實地三者一致。

3)內(nèi)業(yè)整理 內(nèi)業(yè)整理是以GIS軟件ArcMap或AutoCAD為平臺,把外業(yè)調(diào)查所得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)繪到調(diào)查底圖上,從而得到包括行政區(qū)界線 (鄉(xiāng)界、街坊界、村權(quán)屬界)、地類界線、輔助地類界線、地類代碼、單位注記等圖形數(shù)據(jù),然后完成這些圖形與底圖的接邊、分層,并錄入相關(guān)屬性。

通過以上處理可以得到城鎮(zhèn)類土地利用情況的全部數(shù)據(jù),但數(shù)據(jù)的質(zhì)量不一定能夠滿足建庫要求。因此,要對圖形進行接邊檢查,確保行政界、地類界圖形、屬性接邊正確;各圖層檢查,確保沒有歸錯圖層現(xiàn)象;檢查每個街坊、地類圖斑編碼是否正確及街坊、地類圖斑是否覆蓋整個調(diào)查區(qū);檢查線劃質(zhì)量,清除線毛刺、重疊線、微短線,保證線狀地物層順暢、地類界線完整等。

4)二調(diào)成果的銜接 在城鎮(zhèn)土地調(diào)查內(nèi)業(yè)處理時以已有農(nóng)村土地調(diào)查數(shù)據(jù)為接邊準則,保證已有農(nóng)村土地調(diào)查數(shù)據(jù)成果不變,調(diào)整本次調(diào)查數(shù)據(jù)使本次城鎮(zhèn)土地調(diào)查與已有農(nóng)村土地調(diào)查的成果無縫銜接,不重不漏,構(gòu)建城鄉(xiāng)一體化的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫。對于各矢量數(shù)據(jù)的接邊,應(yīng)在要素分層統(tǒng)一的前提下進行圖形和屬性數(shù)據(jù)接邊處理[6]:①圖形數(shù)據(jù)接邊。進行圖層合并,接邊處的實體不進行合并操作,只做實體結(jié)點調(diào)整,使其滿足接邊精度要求;②屬性數(shù)據(jù)接邊。對合并后的圖層中相同字段的編號進行重新編排,同時核實接邊處實體屬性的一致性。

3 土地利用數(shù)據(jù)庫的建立

1)土地利用圖的預(yù)處理 圖形的預(yù)處理對于拓撲建立及提高建庫效率至關(guān)重要。預(yù)處理主要以下幾個方面[7]:①圖層的清理。把其中的控制點層之類的隱藏圖層刪除掉,而其中的獨立地物層進行選擇性地刪除。②清除不必要線。主要刪除重復疊加在一起的線。③劃分地物范圍。如一些企業(yè)之內(nèi)的范圍必須按照它的范圍手動圈起來。④劃分區(qū)域。為了建庫查錯的方便,同時使數(shù)據(jù)庫美觀,必須把區(qū)域進行劃分,一般主要以道路進行劃分。⑤刪除大片圍墻。為了便于屬性輸入及避免輸錯屬性,對于圖形中連成一大片的圍墻,直接依著畫線,然后把圍墻刪掉。

2)新建標準分幅圖 通過以上處理可以得到高質(zhì)量的永春縣土地利用圖,然后對其要進行分幅。分幅首先通過ArcCatalog軟件模塊,新建單幅圖文件夾如:sc001(建立的名字必須為英文),在該文件夾里新建一個以該圖幅名稱命名的sc0011,再新建一個要素集,要素集名與庫名一致,都采用圖幅名稱;然后導入數(shù)據(jù)庫的圖幅層 (FFTC,內(nèi)圖廓)作為空間參考并建立要素集;最后導入中間庫的FFTC為表結(jié)構(gòu)參考,建立要素類[2]。

3)建立分幅圖拓撲關(guān)系 建立拓撲關(guān)系,可以生成可靠的區(qū)域 (區(qū)文件或面文件),使地理數(shù)據(jù)庫能夠更真實地反映地理要素。建立線和線拓撲時,包含拓撲規(guī)則有不存在懸掛、禁止相交及不許重疊3種。圖1反映了線超過,違反了 “不存在懸掛”拓撲規(guī)則,通過建立拓撲關(guān)系命令能夠檢查出錯誤,此時只要剪切掉超出部分即可。不斷拓撲檢查所構(gòu)的面,直到所構(gòu)的面無拓撲錯誤,完善構(gòu)面,即完成分幅圖拓撲關(guān)系的建立。

4)導入注記層,建立點與面間的拓撲關(guān)系 建立完線線拓撲關(guān)系生成區(qū)域后,再導入注記層,構(gòu)建點、面間拓撲關(guān)系,其步驟如下:①將1∶500全要素永春縣土地利用圖中的ZJ層另存為DXF格式文件;②在ArcCatalog中新建ZJ層的點數(shù)據(jù)庫,導入至ArcMap中;③刪除無用的ZJ點,同時將上一步構(gòu)好的面導入ArcMap中;④建立點和面的拓撲關(guān)系,其拓撲規(guī)則是:點必須在面內(nèi)、點不能在線上;⑤拓撲編輯ZJ點,一個面只能有一個點且點的屬性需正確。發(fā)現(xiàn)錯誤的點應(yīng)將其移至其他面。

5)建立字段并輸入屬性特征 利用ArcGis的空間處理功能,選擇輸入圖層,將ZJ層與所構(gòu)成的完整面關(guān)聯(lián)出所需的各種要素 (如圖2所示),然后建立字段并輸入屬性特征,具體步驟如下:將關(guān)聯(lián)好的數(shù)據(jù)庫導入ArcMap中反復拓撲檢查所構(gòu)成的面,直至拓撲無差錯;打開屬性欄,新建字段名:DLDM(地類代碼)、DLDW(獨立地物)、JZGZ(建筑構(gòu)造)、ZJCS(建筑層數(shù))、KCCS(扣除層數(shù))、MJ(面積)等;編輯字段名屬性;根據(jù)土地利用圖輸入每個宗地地類屬性 (如商業(yè)用地為051)如圖3所示。

圖1 拓撲糾正示意圖

圖2 ZJ層關(guān)聯(lián)圖

圖3 屬性輸入圖

6)合并分幅數(shù)據(jù)庫,并導入202圖斑 各標準分幅圖經(jīng)過拓撲建立、ZJ層的關(guān)聯(lián)、屬性輸入等步驟后進行合并,再導入202圖斑并刪除不在202范圍內(nèi)的分幅圖,重建拓撲關(guān)系,反復查錯,直至拓撲無差錯為止,得到整個永春縣土地利用數(shù)據(jù)庫。

利用ArcGis建立的永春縣土地利用數(shù)據(jù)庫,能夠為永春縣土地利用總體規(guī)劃、土地的利用現(xiàn)狀統(tǒng)計與分析、把握土地利用變化趨勢等工作提供真實準確、現(xiàn)勢性強的土地利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和圖件資料。為該縣的耕地保護、良好生態(tài)環(huán)境的保持,城市合理規(guī)劃,可持續(xù)發(fā)展的提供有力的手段,從而為實現(xiàn)該縣的科學發(fā)展作出貢獻。

[1]高志強,劉紀遠,莊大方.基于遙感和GIS的中國土地利用土地覆蓋的現(xiàn)狀研究[J].遙感學報,1999(2):134-138.

[2]Vienneau A,Bailey J,Woo S.《A rc Catalog使用手冊》[M].北京:ESRI中國 (北京)有限公司,2004.

[3]Hatakeyama A,Eicher C,Sims J.《ArcMap使用手冊》[M].北京:ESRI中國 (北京)有限公司,2004.

[4]周克昊.基于A rcGIS的土地利用規(guī)劃管理信息的設(shè)計與實現(xiàn) [J].科技資訊報,2009(30):113.

[5]韓尚.土地利用底圖的制作方法[J].中國科技信息,2008(23):60-63.

[6]王瑞青,田永中.基于ArcGIS的縣級農(nóng)村土地利用數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)探討 [J].西南師范大學學報 (自然科學版),2009(5),230-234.

[7]余紅舉,黃敬泉,余文斌,等.GIS在縣級土地利用信息化建設(shè)中的應(yīng)用 [J].地理空間信息,2008,6(5):68-70.