呂劍成+劉敏+程倩雯+李滿春+黃秋昊

摘要：隨著各類土地利用活動(dòng)以及現(xiàn)行土地利用總體規(guī)劃調(diào)整完善工作的進(jìn)行，土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容已不能正確反映規(guī)劃實(shí)施的當(dāng)前狀態(tài)和規(guī)劃目標(biāo)，為保持規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)勢性，有必要探討一種快捷和簡便的更新方法。以江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)鄉(xiāng)級(jí)土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新為例，基于ArcGIS桌面平臺(tái)，提出了迭代式更新方法，并重點(diǎn)闡述了圖層更新的關(guān)鍵步驟和成果檢查的核心要點(diǎn)。通過資料收集、更新層整理、迭代式更新、成果檢查等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了高效率、高質(zhì)量的土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新目標(biāo)?？偨Y(jié)的更新方法與流程可為今后同類項(xiàng)目的進(jìn)行提供理論和實(shí)踐參考。

關(guān)鍵詞：土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫；更新；迭代；ArcGIS；武進(jìn)區(qū)

中圖分類號(hào)： F301.24 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2016）09-0412-04

土地利用總體規(guī)劃是城鄉(xiāng)建設(shè)、土地管理的綱領(lǐng)性文件，是落實(shí)土地用途管制的依據(jù)，是實(shí)行最嚴(yán)格土地管理制度的一項(xiàng)基本手段[1]。而土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫因?qū)Ω黝愅恋氐挠猛尽⒉季肿髁嗽敿?xì)規(guī)定，是總體規(guī)劃不可或缺的組成部分，也是用地審批等日常土地管理的直接依據(jù)，對(duì)規(guī)劃管制有著無可替代的作用?，F(xiàn)行土地利用總體規(guī)劃已進(jìn)入深入實(shí)施階段，隨著客觀形勢的發(fā)展變化，該規(guī)劃與客觀實(shí)際、發(fā)展需求之間的不協(xié)調(diào)、不適應(yīng)問題日益突出。由此，各地正在開展土地利用總體規(guī)劃中期評(píng)估與規(guī)劃調(diào)整完善工作。為保持土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)勢性，有必要及時(shí)更新數(shù)據(jù)庫以確保耕地保有量、基本農(nóng)田保護(hù)目標(biāo)、建設(shè)用地規(guī)模等符合要求，做到圖、數(shù)和實(shí)地相一致。

近年來，國內(nèi)學(xué)者較多關(guān)注土地利用規(guī)劃編制和數(shù)據(jù)庫建設(shè)的方法與流程[2-3]，也有部分學(xué)者提出了基于時(shí)空數(shù)據(jù)模型更新[4]、基于增量數(shù)據(jù)庫更新[5]、現(xiàn)勢拓?fù)渲亟ǜ耓6]、利用AO開發(fā)更新[7]等方法來解決地籍、基本農(nóng)田保護(hù)片塊及土地利用現(xiàn)狀等數(shù)據(jù)庫的更新，但針對(duì)土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新方面的研究還較少。因此，構(gòu)建一套高效率、高質(zhì)量的土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新流程與方法成為地方國土部門的迫切需要。

在此背景下，本研究從理論結(jié)合實(shí)踐角度出發(fā)，通過總結(jié)ArcGIS應(yīng)用于江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)鄉(xiāng)級(jí)土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新中的做法和經(jīng)驗(yàn)，提出了建立更新層迭代式土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新方法并論述土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新流程，以期為今后土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新工作提供借鑒與參考。

1 更新方法與流程研究

土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新主要是更新土地利用規(guī)劃要素發(fā)生變化的相關(guān)圖層，而保留原庫中不需要變更的基期信息和數(shù)據(jù)字典等。為便于回溯檢查，本研究設(shè)計(jì)了一種更新層圖層以對(duì)規(guī)劃調(diào)整、修改等信息予以記錄，通過更新層對(duì)相應(yīng)的土地規(guī)劃地類、土地用途區(qū)、建設(shè)用地管制區(qū)等規(guī)劃要素進(jìn)行更新，再替換原庫中對(duì)應(yīng)的圖層文件即可完成數(shù)據(jù)庫的更新，最后進(jìn)行成果檢查以保證更新后的數(shù)據(jù)庫質(zhì)量。整個(gè)流程可概括為資料收集、更新層整理、迭代式更新、成果檢查等環(huán)節(jié)。

1.1 資料收集

首先，以本輪規(guī)劃編制時(shí)建立的數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，收集自規(guī)劃實(shí)施以來，經(jīng)依法批準(zhǔn)的規(guī)劃評(píng)估、調(diào)整、修改、基本農(nóng)田劃定等相應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)、文本、表格、圖件等資料。再進(jìn)行預(yù)處理：一是對(duì)搜集到的資料按照時(shí)間先后順序進(jìn)行分類、分批次歸集，檢查資料的合理性與有效性；二是對(duì)相關(guān)矢量圖層進(jìn)行圖形拓?fù)?、碎面、碎線檢查等，以確保沒有拓?fù)溴e(cuò)誤和幾何錯(cuò)誤。

1.2 更新層整理

結(jié)合土地利用規(guī)劃理論知識(shí)，通過提取因規(guī)劃調(diào)整、修改而涉及發(fā)生變化的圖斑數(shù)據(jù)，利用ArcGIS的數(shù)據(jù)采集、圖形處理、拓?fù)錁?gòu)建、屬性添加、規(guī)則檢查等功能對(duì)其進(jìn)行分類（主要包括涉及變化的建設(shè)用地管制區(qū)、土地用途區(qū)、建設(shè)用地管制邊界、規(guī)劃基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)、規(guī)劃基本農(nóng)田調(diào)整、重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目等）處理、歸并，以繼承基期和變更信息，得到的結(jié)果作為該批次規(guī)劃調(diào)整、修改的更新層。更新層屬性表結(jié)構(gòu)參照《鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)》，同時(shí)，從數(shù)據(jù)的管理、維護(hù)、使用等方面考慮，對(duì)更新層屬性表結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展[8]，以為日常土地管理進(jìn)行各類數(shù)據(jù)表格填報(bào)、統(tǒng)計(jì)以及與批準(zhǔn)文件進(jìn)行面積、位置、形狀核對(duì)等工作提供便利，從而更加科學(xué)、高效地管理與使用土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫。

1.3 迭代式更新

迭代是重復(fù)反饋過程的活動(dòng)，每一次對(duì)過程的重復(fù)稱為一次“迭代”，而每一次迭代得到的結(jié)果會(huì)作為下一次迭代的初始值[9]?；谶@一思想，以第一批次規(guī)劃調(diào)整、修改整理出的某類型更新層數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，按照時(shí)間先后順序，將各批次更新層進(jìn)行迭代式更新，形成更新層最終變更成果。這樣通過信息層層嫁接，更新層最終變更成果中既有各批次規(guī)劃調(diào)整、修改信息，也包含基期狀態(tài)，可作為數(shù)據(jù)庫更新成果的一部分單獨(dú)提交，有助于回溯檢查。最后，通過ArcGIS中的Identity、Spatial join、Update等工具[10]將其重新匯交到規(guī)劃數(shù)據(jù)庫相應(yīng)圖層中進(jìn)行更新。涉及變化的所有要素都更新完畢后，即得到整個(gè)規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新成果。

1.4 成果檢查

成果檢查是確保規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新成果正確性的重要環(huán)節(jié)之一。檢查內(nèi)容包括空間矢量數(shù)據(jù)、非空間數(shù)據(jù)的規(guī)劃表格、柵格圖件等，檢查類型主要有數(shù)據(jù)完整性檢查、拓?fù)錂z查、邏輯檢查等[11]，檢查方式包括采用國土資源部下發(fā)的土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢查軟件進(jìn)行自動(dòng)檢查，也可以利用ArcGIS空間分析工具進(jìn)行人工分析。更新部分必須與經(jīng)驗(yàn)收通過的規(guī)劃內(nèi)容與布局保持一致，其他無關(guān)內(nèi)容不允許進(jìn)行變更。整個(gè)更新流程如圖1所示。

2 案例分析

常州市武進(jìn)區(qū)地處江蘇省南部，長江三角洲太湖平原西北部，全區(qū)總面積1 245.84 km2，轄14個(gè)鎮(zhèn)、2個(gè)街道、1個(gè)國家級(jí)出口加工區(qū)、1個(gè)國家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)和1個(gè)省級(jí)開發(fā)區(qū)，常住人口約160萬人。近年來，隨著武進(jìn)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)迅猛發(fā)展，綜合實(shí)力不斷增強(qiáng)，土地資源空間配置變化也越明顯。武進(jìn)區(qū)鄉(xiāng)級(jí)土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年）自2011年10月26日經(jīng)江蘇省人民政府批準(zhǔn)實(shí)施以來，截至2015年1月1日共進(jìn)行過5次規(guī)劃調(diào)整或修改、1次基本農(nóng)田劃定工作。

此次武進(jìn)區(qū)鄉(xiāng)級(jí)土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新了建設(shè)用地管制區(qū)、土地用途區(qū)、建設(shè)用地管制邊界、規(guī)劃基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)、規(guī)劃基本農(nóng)田調(diào)整、重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目等涉及變化的數(shù)據(jù)。本研究以建設(shè)用地管制區(qū)更新為示范，著重對(duì)更新層整理與更新流程進(jìn)行論述，最后對(duì)更新后數(shù)據(jù)庫的成果檢查也相應(yīng)進(jìn)行了探討。

2.1 建設(shè)用地管制區(qū)更新

建設(shè)用地管制區(qū)（以下用JSYDGZQ代替）更新流程如下：

（1）將規(guī)劃編制時(shí)建立的數(shù)據(jù)庫中JSYDGZQ圖層采用ArcGIS的Clip、Intersect等工具處理規(guī)劃調(diào)整、修改方案中管制區(qū)矢量數(shù)據(jù)圖層，得到標(biāo)準(zhǔn)屬性字段及基期屬性值。再利用Add Field工具對(duì)其屬性表添加“更新類型”、“更新依據(jù)”、“更新時(shí)間”等字段，添加后更新層屬性結(jié)構(gòu)如表1所示。規(guī)劃調(diào)整、修改涉及到管制區(qū)中允許建設(shè)區(qū)（010）、有條件建設(shè)區(qū)（020）、限制建設(shè)區(qū)（030）相互調(diào)整。因此，更新層屬性應(yīng)按照調(diào)整類型等信息賦值，以便于快速準(zhǔn)確掌握變更地塊的空間位置、范圍、形狀、分布、變更緣由、時(shí)間等基期信息和變更信息。

（2）經(jīng)前2步驟整理好的各批次規(guī)劃調(diào)整、修改的更新層數(shù)據(jù)，按照時(shí)間順序采用Update工具進(jìn)行迭代式更新，即用第2批次更新層更新第1批次更新層，再用第3批次更新層更新前2次的更新層變更成果，逐次類推，得到JSYDGZQ更新層最終變更成果。若涉及規(guī)劃調(diào)整、修改過程繁雜，可在ArcGIS[CM（22*2/3]平臺(tái)下通過ModeBuilder圖解建模的方式，將多次迭代式更新過程流程化（圖2）。本次武進(jìn)區(qū)鄉(xiāng)級(jí)土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫JSYDGZQ更新層最終變更成果如圖3所示。

（3）采用JSYDGZQ更新層最終變更成果更新原JSYDGZQ圖層。因本次數(shù)據(jù)庫更新還涉及基本農(nóng)田劃定工作，為突出對(duì)基本農(nóng)田的優(yōu)先保護(hù)，以最新劃定的基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，相應(yīng)圖斑管制區(qū)類型代碼修改為030，得到更新后JSYDGZQ圖層（圖4）。

（4）更新過程中Clip、Update等空間操作可能產(chǎn)生面積小于數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小上圖面積100 m2的碎面。這些碎面數(shù)量大、面積細(xì)碎，且具強(qiáng)隱蔽性，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)庫的進(jìn)一步分析使用，為保證數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量，必須采用高效合并方法解決碎面問題[12]。建議首先采用Eliminate工具，選擇面積小于100 m2的圖斑，設(shè)置好合并規(guī)則進(jìn)行自動(dòng)合并。經(jīng)此步驟操作后仍未能合并的圖斑再逐一檢查并結(jié)合實(shí)際用地情況利用Merge工具進(jìn)行合并。

2.2 成果檢查

為保證更新后的武進(jìn)區(qū)鄉(xiāng)級(jí)土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量可靠，進(jìn)行成果檢查是必不可少的環(huán)節(jié)。檢查主要包括數(shù)據(jù)完整性檢查、拓?fù)錂z查與邏輯檢查。

（1）完整性檢查主要檢查目錄及文件規(guī)范性、數(shù)據(jù)格式正確性、數(shù)據(jù)有效性等方面內(nèi)容。本次武進(jìn)區(qū)鄉(xiāng)級(jí)規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新僅對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行更新，完整性檢查結(jié)果與規(guī)劃編制時(shí)建立的數(shù)據(jù)庫一致。

（2）拓?fù)錂z查主要對(duì)拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證與處理。更新后的圖層可能有自相交、重疊等拓?fù)溴e(cuò)誤[13]，建議先采用土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢查軟件進(jìn)行自動(dòng)檢查，以提高檢查的質(zhì)量與效率，再根據(jù)質(zhì)檢軟件檢查的結(jié)果，采用ArcGIS工具進(jìn)行相關(guān)圖層聯(lián)動(dòng)修改。若出現(xiàn)自相交錯(cuò)誤，則利用Repair geometry工具對(duì)圖層進(jìn)行修復(fù)；針對(duì)重疊等拓?fù)溴e(cuò)誤，則在Geodatabase 中建立拓?fù)湟?guī)則，采用Topology工具進(jìn)行處理。

（3）邏輯檢查主要對(duì)審批文件、屬性內(nèi)容填寫的準(zhǔn)確性、規(guī)范性，以及圖與表、表與表之間的邏輯關(guān)系和各項(xiàng)用地規(guī)模等進(jìn)行檢查。審批文件的合法性、準(zhǔn)確性和有效性建議采用人工方式檢查，重點(diǎn)檢查更新圖斑的坐落、范圍和面積是否與上級(jí)部門批復(fù)的一致；布局調(diào)整、修改一致性檢查主要檢查建設(shè)用地管制區(qū)、土地用途區(qū)等修改前后面積、布局變化情況，未涉及修改部分不應(yīng)發(fā)生變化；規(guī)劃基本農(nóng)田保護(hù)主要檢查規(guī)劃基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)與基本農(nóng)田劃定成果是否一致。本次更新后的武進(jìn)區(qū)鄉(xiāng)級(jí)土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫邏輯檢查具體檢查項(xiàng)目如表2所示。

更新后的武進(jìn)區(qū)鄉(xiāng)級(jí)土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫經(jīng)過檢查確認(rèn)，數(shù)據(jù)合格，可在后期土地利用規(guī)劃的審批和實(shí)施、耕地保護(hù)、土地調(diào)控、執(zhí)法督察等工作發(fā)揮重要作用。

3 結(jié)論

鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的更新是土地利用總體規(guī)劃修改成果中最為嚴(yán)格和重要的環(huán)節(jié)，也是地方國土主管部門的主要工作之一。本研究以江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)鄉(xiāng)級(jí)土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新為實(shí)例，通過設(shè)計(jì)更新層迭代式更新方法，構(gòu)建了一套由資料收集、更新層整理、迭代式更新與成果檢查組成的土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫更新流程，并對(duì)更新過程中遇到的實(shí)際問題予以梳理、分析和解決。更新后的結(jié)果證明該方法與流程可成功、高效、高質(zhì)地應(yīng)用于鄉(xiāng)級(jí)土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的更新，可以為今后同類項(xiàng)目的處理提供理論和實(shí)踐參考。

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