基于ArcGis的永春县土地利用数据库研究

2011-02-10徐志刚谢健伟

长江大学学报(自科版) 2011年1期

徐志刚,高鹏,谢健伟

(龙岩学院资源工程学院,福建龙岩364012)

当前,我国正处于改革发展的关键时期,经济的发展和人口分布结构的变化引起的土地利用急剧变化。传统制图方法对完成土地现状调查和图件更新远远跟不上建设发展的需求,部分已经建立的土地利用现状数据也达不到应有的要求,即利用传统的方法无法满足土地管理信息快速更新的要求[1]。随着信息技术、计算机技术、网路技术、数据库技术、空间技术尤其是GIS技术的发展,大大加快了土地利用管理工作信息化进程,因而以GIS技术为核心建立土地利用规划管理信息数据库是有条件且极为必要。ArcGis组件作为相当成熟的GIS软件,不但具有强大和完善的数据编辑、处理、投影转换、地理分析、空间处理等多种功能,而且作为以地图为核心的ArcMap、ArcCatalog模块进行土地利用现状数据库的建立明显具有速度快、操作简单、制图效果好、可编辑性强等优势[2]。下面,笔者以ArcGis组件为基础,详细阐述土地利用数据库建设相关技术,具有较强的现实意义。

1 建库的技术路线

土地利用数据库的建立主要使用ArcGis软件中的ArcMap和ArcCatalog应用程序模块。ArcMap用于地图制图、分析、编辑及图面设置。ArcCatalog用于定义和建立geodatabase[3]。根据ArcGis技术的特点及永春县土地利用数据库建设的要求,结合工作实践,编制建库的技术路线如下[4,5]:①制作调查底图。利用1∶500比例尺地形图,作为主要地类调查工作底图,与实地不符时采用实地补测与影像图判读调绘相结合的方法,进行地形图修补测。②全野外调查、记录地类。采用全野外调查方法,按《土地利用现状分类》体系,获取调查区翔实、准确的地类图斑信息。对外业调查成果严格按 “两级检查一级验收”制度执行,确保地类图斑及其信息内容调查准确。③调绘成果转绘上图、接边。以GIS软件ArcMap(或AutoCAD)为平台,进行数据采集、图形接边、分层,录入相关属性。④城镇类土地利用数据与农村土地调查数据衔接。⑤建立土地利用数据库。把全部图形数据转入ArcGis平台对数据进行拓扑错误检查、构面,建立属性结构,录入与联接属性,建立永春县土地利用数据库。

2 建库前准备工作

1)资料的收集、分析收集的资料包括大比例尺地形图、近期的航摄影像图、街坊图等。按精度最高、现势性最好的原则,从市国土局、市房产局、市勘测院所存有的地形图中形成适合规划、国土、房产部门使用的全要素永春县1∶500数字地形图,并以此作为本次地类调查工作的工作底图;选取2008年数码航摄影像制作的1∶1000比例尺正射影像图,可作为1∶500比例尺地形图更新和地类调查及新增地物调查的参考依据;利用项目前期由市国土局牵头,市勘测院配合完成修编的街坊图作为调查工作划分工作单位参考,进行宗地新编号,并满足以后地籍管理需要;利用福建省国土厅统一下发的永春县行政界线数据、市勘测院收集的城区街道行政管理界线数据作为调查工作的土地行政划分与土地利用现状分析统计的依据。

2)地类的外业调查地类的外业调查主要包括分清土地利用的类别,按照不同的类别得到各类地类图斑;确定的图斑界线、图斑内建筑层数及结构、注明图斑编号及单位注记等;对于不明显的界线物,应标识勘丈数字,确保内业标绘图斑界线位置准确。外业调查时,应实地逐个图斑进行调绘,要做到:走到、看到、绘清、查清、记录、准确和图、数、实地三者一致。

3)内业整理内业整理是以GIS软件ArcMap或AutoCAD为平台,把外业调查所得的数据转绘到调查底图上,从而得到包括行政区界线 (乡界、街坊界、村权属界)、地类界线、辅助地类界线、地类代码、单位注记等图形数据,然后完成这些图形与底图的接边、分层,并录入相关属性。

通过以上处理可以得到城镇类土地利用情况的全部数据,但数据的质量不一定能够满足建库要求。因此,要对图形进行接边检查,确保行政界、地类界图形、属性接边正确;各图层检查,确保没有归错图层现象;检查每个街坊、地类图斑编码是否正确及街坊、地类图斑是否覆盖整个调查区;检查线划质量,清除线毛刺、重叠线、微短线,保证线状地物层顺畅、地类界线完整等。

4)二调成果的衔接在城镇土地调查内业处理时以已有农村土地调查数据为接边准则,保证已有农村土地调查数据成果不变,调整本次调查数据使本次城镇土地调查与已有农村土地调查的成果无缝衔接,不重不漏,构建城乡一体化的土地利用现状数据库。对于各矢量数据的接边,应在要素分层统一的前提下进行图形和属性数据接边处理[6]:①图形数据接边。进行图层合并,接边处的实体不进行合并操作,只做实体结点调整,使其满足接边精度要求;②属性数据接边。对合并后的图层中相同字段的编号进行重新编排,同时核实接边处实体属性的一致性。

3 土地利用数据库的建立

1)土地利用图的预处理图形的预处理对于拓扑建立及提高建库效率至关重要。预处理主要以下几个方面[7]:①图层的清理。把其中的控制点层之类的隐藏图层删除掉,而其中的独立地物层进行选择性地删除。②清除不必要线。主要删除重复叠加在一起的线。③划分地物范围。如一些企业之内的范围必须按照它的范围手动圈起来。④划分区域。为了建库查错的方便,同时使数据库美观,必须把区域进行划分,一般主要以道路进行划分。⑤删除大片围墙。为了便于属性输入及避免输错属性,对于图形中连成一大片的围墙,直接依着画线,然后把围墙删掉。

2)新建标准分幅图通过以上处理可以得到高质量的永春县土地利用图,然后对其要进行分幅。分幅首先通过ArcCatalog软件模块,新建单幅图文件夹如:sc001(建立的名字必须为英文),在该文件夹里新建一个以该图幅名称命名的sc0011,再新建一个要素集,要素集名与库名一致,都采用图幅名称;然后导入数据库的图幅层 (FFTC,内图廓)作为空间参考并建立要素集;最后导入中间库的FFTC为表结构参考,建立要素类[2]。

3)建立分幅图拓扑关系建立拓扑关系,可以生成可靠的区域 (区文件或面文件),使地理数据库能够更真实地反映地理要素。建立线和线拓扑时,包含拓扑规则有不存在悬挂、禁止相交及不许重叠3种。图1反映了线超过,违反了 “不存在悬挂”拓扑规则,通过建立拓扑关系命令能够检查出错误,此时只要剪切掉超出部分即可。不断拓扑检查所构的面,直到所构的面无拓扑错误,完善构面,即完成分幅图拓扑关系的建立。

4)导入注记层,建立点与面间的拓扑关系建立完线线拓扑关系生成区域后,再导入注记层,构建点、面间拓扑关系,其步骤如下:①将1∶500全要素永春县土地利用图中的ZJ层另存为DXF格式文件;②在ArcCatalog中新建ZJ层的点数据库,导入至ArcMap中;③删除无用的ZJ点,同时将上一步构好的面导入ArcMap中;④建立点和面的拓扑关系,其拓扑规则是:点必须在面内、点不能在线上;⑤拓扑编辑ZJ点,一个面只能有一个点且点的属性需正确。发现错误的点应将其移至其他面。

5)建立字段并输入属性特征利用ArcGis的空间处理功能,选择输入图层,将ZJ层与所构成的完整面关联出所需的各种要素 (如图2所示),然后建立字段并输入属性特征,具体步骤如下:将关联好的数据库导入ArcMap中反复拓扑检查所构成的面,直至拓扑无差错;打开属性栏,新建字段名:DLDM(地类代码)、DLDW(独立地物)、JZGZ(建筑构造)、ZJCS(建筑层数)、KCCS(扣除层数)、MJ(面积)等;编辑字段名属性;根据土地利用图输入每个宗地地类属性 (如商业用地为051)如图3所示。