1、摘 要土地资源是国家发展建设的稀缺资源之一。土地利用的科学性和可持续性已提到一个很高的要求阶段。在此背景下,如何动态监测、管理土地,以达到科学、合理的利用每一寸土地,是一项十分重要的课题。随着土地管理工作的发展,迫切需要建立土地利用现状数据库。土地利用数据库的建设对于提高土地利用现状及更新数据的准确性、及时性 ,加快实现国土资源信息化、规范化和科学化具有重要意义。本文以全国第二次土地调查为研究背景,扼要介绍了土地利用数据库建设的过程,结合苍穹国土处理系统Kanq LandPS和ArcGIS软件,对土地利用数据进行了入库管理工作,重点对土地利用数据库建设中的数据处理和数据质量等关键技术问题进行了
2、研究,得出了一些很利于实际建库工作的结论。关键字:土地利用数据库,数据处理,Kanq LandPSSubject :The study of the key technical problems in the building of Land Use DatabaseSpecialty :Geographic information systemName :Yang Zaixing (Signature) Instructor:Chen Xiaoning (Signature) ABSTRACT Land resources are the one of the scarce resource
3、s in the development and construction of the country. The Scientificity and sustainability of Land use has been referred to a very high stage in requirements. In this context, it is a very important issue that how to monitor and manage land dynamically, in order to achieve a scientific and rational
4、use of every inch of land. With the development of land management, there is an urgent need to establish the status quo of land use databases. The construction of land-use database has the very important significance for improving land use status quo and accuracy and timeliness of updating data, and
5、 for accelerating the infomationization,standardization and scientization of land resources.This paper takes the second national land survey as research background, a brief description of the construction of land-use database process has been made. With the CangQiong Land treatment systemKanq LandPS
6、 and ArcGIS software, the land use data has been stored and managed. Focusing on the data processing and data quality control as the key technical issues in the construction of land-use database, a number of very beneficial conclusions to the actual construction of the database building has been dra
7、wn.KEY WORDS:land use database, data Processing, Kanq LandPS 目录1 绪 论11.1土地利用现状数据简介11.2 土地利用数据库建库研究现状11.3 研究的背景及意义31.4 本文研究的内容42建库准备及数据库设计42.1数据采集与建库准备42.1.1资料收集42.1.2外业调绘52.1.3数据采集与处理72.1.4数据库建立软件的选择112.2 数据库设计122.2.1数据库的内容及组织管理方法设计132.2.2数据关系设计142.2.3数据字典设计142.3土地利用现状数据库功能设计163 应用苍穹国土处理系统Kanq LandP
8、S实现数据入库193.1 数据库创建193.2 数据字典及空间参考设置203.3 数据检查修改223.4 图斑和村的生成253.5 分幅图文件接边和图斑融合263.6 数据入库303.7 数据维护314 建库过程中关键技术问题探究314.1数据组织和采集方法研究314.1.1 数据组织方式314.1.2 数据采集方法324.2 分幅空间数据接边探究334.2.1 数据库数据接边344.2.2 文件夹接边364.2.3 自动接边364.2.4手工接边384.2.5 接边方法选择384.3数据换带问题394.4各种面积数据的生成方法和相应精度问题分析435 总结44致谢46参考文献47481 绪
9、论1.1土地利用现状数据简介土地利用数据是反映土地利用系统及土地利用要素的状态、特征、动态变化、分布特点,以及人类对土地的开发利用、治理改造、管理保护和土地利用规划等数据资料。主要包括:(1)通过统计与监测所取得的数据资料。如基层土地统计报表、年度土地统计台帐、土地面积平衡表、年度国家土地统计报表,土地利用现状原始图件、文字报告、统计图表等;(2)利用遥感技术获得的黑白、彩色、多光谱航空、卫星图像资料等;(3)从土地利用现状图和有关图件上,通过量测、计算获得的数据。如图幅的理论面积和量算面积,图幅内各块土地使用单位面积,各种主要地类图斑量算面积及其汇总面积等;(4)土地管理、规划和国土规划中所
10、采用的土地数据。如地形图、航空相片,土壤、植被、水文、水文地质、气象等数据资料和图纸,人口、劳动力、居民点等数据资料,地籍图、土地登记表等。上述数据,通过数字处理系统和文件处理系统,存入计算机,形成土地利用数据库,便于进行土地数量、质量及其变化信息的储存、对比和分析,为开展土地利用调查研究和制图及土地利用规划、土地管理等提供基础资料和信息。1.2 土地利用数据库建库研究现状(1)土地利用数据库建库进展随着我国社会经济的发展,国土部门的业务工作及范围也在不断扩大,原有的靠手工操作、图纸管理的模式已经越来越不能满足土地管理工作信息化的要求。伴随着“数字国土”工程的不断深入,建立土地利用数据库系统对
11、提高土地管理工作的信息化、科学化、规范化以及实现国土资源共享具有重要的意义。土地利用数据库系统是土地信息系统的重要分支和组成部分。它采用地理数据库技术对土地利用数据进行管理,并提供数据采集、存储、分析、土地利用数据统计汇总等多项生产和管理功能,为土地利用总体规划、政府部门科学管理用地提供基础数据来源。土地利用数据库的建设工作是在土地利用现状调查、土地利用变更调查和基础图件更新的基础上开展的。1997-2000年由原国家土地管理局组织完成了全国1:50万土地利用数据库的建设;1999年底国土资源部将全国1:1万主比例尺土地利用数据库的建设工作正式纳入国土资源大调查的“数字国土”工程,截止到200
12、4年底共有1000余县市开展了此项建库工作,全国1:1万主比例尺土地利用数据库建设目标是在2010年前完成全国重点农业区约2000个县、市的建库工作。伴随着国土资源信息化进程的不断发展,为了实现数据共享和土地利用数据信息服务社会化的要求,使已建成的土地利用数据库能够准确、快速、高效地服务社会,自2002年初开始依据国土资源信息核心元数据标准,开展了土地利用元数据系统的开发和建设工作。2005年5月,国土资源部向国家发改委申请的“金土工程”项目正式获得立项。“金土工程”是面向保护资源、维护权益、支持发展、服务社会的国土资源信息化建设工程。为了配合“金土工程”的实施,国上资源部颁布了最新的县级土地
13、利用数据库标准。(2)建库中存在的问题在土地利用数据库的建设中,目前存在的主要问题有:u 建库平台种类繁多,平台之间数据转换困难建库平台即软件的选择,目前可以用来进行数据处理的GIS软件已越来越多,如MAPGIS、GEOWAY、瑞得、深圳凯立得等。随着技术的不断提升,在市场经济的历练下,大多国产GIS软件功能日趋完善,在性能上也各有优缺点。然而由于某些方面的原因,数据从一个平台转换到另一个平台时会出现数据丢失的现象。因此,为了便于数据共享和数据汇总,建库软件平台的选择需要慎重考虑。u 土地利用元数据库建设相对滞后由于种种历史原因,土地利用数据库和土地利用元数据库建设没有同步开展。元数据库系统建
14、设相对滞后,造成已完成土地建库的县级单位搜集元数据信息的困难。另外,一些建库单位和建库部门对“元数据”的重要性认识不足,轻视元数据库建设的现象普遍存在。u 建库数据质量差、内容不规范由于一些建库软件的数据质量检查能力较弱,另外一些建库单位在数据库建立过程中没有采取一种可行的数据质量保证措施,结果在数据质量方面产生了一系列的问题。例如,土地利用要素分层和属性结构不规范,未维护拓扑结构,分区数据有重叠、重复、缝隙和破碎多边形,缺少属性数据等。因此,存在上述问题的土地利用数据库中的数据就不能满足实际应用系统的要求。u 以文件管理方式为主,不利于海量数据的存储与管理和多用户并发操作空间数据不同于一般的
15、属性数据,空间数据具有以下特征:空间性、抽象性、多尺度与多态性等(龚健雅等,2004)。传统的基于文件方式的GIS数据存储技术有其固有的不足,不利于海量空间数据的存储和管理,采用数据库技术存储空间数据是今后一段时间内GIS数据管理发展的方向。(5)新老标准衔接目前并存着县(市)级土地利用数据库标准和县级土地利用数据库标准两套标准,对于已经完成土地利用建库和将要进行建库的单位而言,如何对新老标准进行衔接是值得考虑的问题。1.3 研究的背景及意义1996年第一次全国土地调查完成以来,经济社会快速发展,城乡面貌发生了很大变化,原有的土地信息已难以满足新形势下节约集约用地的需要。掌握真实准确的土地基础
16、数据,是实行最严格土地管理制度的迫切需要,对全面落实科学发展观,完成“十一五”规划的任务,守住全国耕地不少于18亿亩这条红线具有重要意义。要通过新一轮土地调查,查清城乡每一块土地特别是基本农田的具体情况,建立和完善我国土地调查、土地统计和土地登记制度,实现土地的信息化、网络化管理,开展社会化服务,满足经济社会发展和国土资源管理的需要。2007年,为掌握全国土地使用利用现状,根据国务院文件精神,国土资源部要求各省在2009年年底前完成全国第二次土地调查工作。调查的主要任务包括,农村土地调查,查清每块土地的地类、位置、范围、面积分布和权属等情况;城镇土地调查,掌握每宗土地的界址、范围、界线、数量和
17、用途;基本农田调查,将基本农田保护地块(区块)落实到土地利用现状图上,并登记上证、造册;建立土地利用数据库和地籍信息系统,实现调查信息的互联共享。在调查的基础上,建立土地资源变化信息的统计、监测与快速更新机制。全国第二次土地调查涉及的数据是海量的,涉及的数据类型是多样的,土地调查数据库是的一项十分重要的成果,是各级土地调查数据汇总统计的基础,也是国土资源各项日常管理工作的重要依据。研究土地利用现状数据库建设中关键问题对提高土地利用现状及更新数据的准确性、及时性 ,加快实现国土资源信息化规范化、科学化具有重要意义。1.4 本文研究的内容研究第二次全国土地调查数据库建设的整个过程,结合北京苍穹数码
18、测绘有限公司的国土数据处理系统Kanq LandPS,分析研究土地利用数据库建设中关键技术问题。2建库准备及数据库设计2.1数据采集与建库准备2.1.1资料收集农村土地调查数据库建设的数据资料主要有:(1)已有土地利用现状调查、变更调查和基本农田划定数据。包括标准分幅土地利用图、土地利用变更图、图幅理论面积与控制面积接合图表、现状以及调查外业记录表、土地统计表格等。(2)第二次全国土地调查外业成果中的农村土地调查和基本农田调查成果基本资料:u 调查底图(包括正射影像图)、地形图;u 外业调查记录表;u 飞地统计表;u 平均田坎系数计算表;u 基本农田规划图;u 县级以下行政单位代码表及权属单位
19、代码表。参考资料:土地利用详查资料,包括:u 县土地利用现状调查报告,乡土地利用现状调查说明书;u 县、乡土地边界接合图表;u 外业调查记录手簿;u 耕地坡度分级汇总表等。土地变更调查资料,包括:u 土地利用现状图;u 土地变更调查外业记录表;u 县、乡、村各类土地面积统计表。2.1.2外业调绘主要工作是在确定的行政区域界线、土地权属界线范围内,根据实地地物反映在影像上的特征,经过在实地核实确认,将不同地类的范围、权属性质、必要的注记等调绘、标绘、标注在调查工作底图(标准分幅正射影像图)上,对于影像上未反映而实地存在的新增地物,需采用测绘的技术或仪器,将新增地物补测到调查工作底图上。外业调绘的
20、工作流程见图2.1。图2.1 调绘工作流程根据第二次全国土地调查总体方案和第二次全国土地调查技术规程,农村土地调查包括权属调查和地类调查两部分。(1)权属调查调查单元是宗地。凡被权属界址线封闭的土地为一宗地。包括集体土地所有权宗地和国有土地使用权宗地。主要工作有以下几个方面:u 查清农村集体土地所有权状况。同一所有者的集体土地被铁路、公路,以及国有河流、沟渠等线状地物分割时,原则上应分别划分宗地。有争议的土地,不得划入任何宗地,待争议调处后划入相关宗地或单独划宗;无法调处的,暂按争议范围单独划“宗”。u 国有农、林、牧、渔场(含部队、劳改农场及使用的土地)国有土地使用权宗地状况。u 公路、铁路
21、、河流国有土地使用权宗地状况u 其他国有土地使用权单位宗地状况。u 地类的国有、集体土地权属性质。(2)地类调查:指以1:1万比例尺为调查主比例尺,以县级行政区域为基本调查单位,按照国家统一的技术标准,以航空或航天遥感影像制作的标准分幅正射影像图为调查工作底图,按照土地利用分类标准,对调查范围内的每块土地的地类、位置、范围、面积、分布等利用状况进行的调查。2.1.3数据采集与处理(1)图形数据采集与处理误差校正在矢量化输入过程中,通常由于数据源、图纸变形、以及图形扫描、输入和处理等因素使图形与理论值存在误差,因此必须经过误差校正。误差校正步骤如下:u 在扫描影像图或DOM上采集图面控制点坐标。
22、u 通过公式计算或者用计算机生成理论控制点坐标。u 计算得到图面控制点和理论控制点的坐标对应关系。u 校正矢量化数据。坐标与投影变换如果图形数据的坐标系不一致时,需要在1954北京坐标系和1980西安坐标系之间进行变换。如果矢量化后的图形数据的坐标系不是大地坐标系,我们需要将其转换为大地坐标系(单位为米)。当数据涉及跨带时,需要进行投影变换,作换带处理。选择任意中央经线方法或投影主带方法进行换带处理,统一为同一中央经线。对于转换后的图形要进行核查,其控制点的转换误差为0.1mm(图面值)。矢量化当使用DOM数据作为矢量化依据时,应注意以下原则:DOM的影像特征是进行地类边界的勾绘的依据,外业工
23、作底图和外业调查记录表作为矢量化的参考和地类要素属性判定的依据;对于在DOM上无法准确定位的补测的地类要素,应根据补测方法进行矢量化。用GPS进行补测的,可直接录入GPS数据;用距离交会法等进行补测,且补测地物转绘到外业工作底图,应扫描外业工作底图,并对此类要素进行扫描矢量化。图形数据矢量化方法如下:u 确定不同要素的分层编码、线型、颜色和代码等;u 点状要素的矢量化应采集影像的几何中心,线状要素的矢量化应采集影像中心线,面状要素则由线要素经过拓扑处理而形成。封闭的界线应严格闭合;u 公共边线或具有多重属性线状要素(如某线状要素既是公路又是行政界线)只能矢量化一次,拷贝到相应数据层中;u 图内
24、各要素与影像吻合,点位要素位移偏差不超过0.2mm(图面值),线状要素位移偏差不超过0.3mm(图面值);u 当同一要素有不同来源时,应先确定要素矛盾处理的原则。如同一行政区要素在土地利用图和土地权属界线图上出现矛盾时,一般应以土地权属界线图为准;u 对数据源质量问题,如相邻的多边形未封闭、界线不清等,应作好工作记录,汇总后报告技术负责人,并与相关部门协商提出解决问题的方案。u 在矢量化符号、注记、零星地类点时,点状要素应采集符号的几何中心点或定位点。需要按注记采集的要素包括行政注记、地名注记、水系注记、地形地貌注记和道路注记等,图斑号和地类码不作为注记采集,而是作为相应图斑的属性采集并输入到
25、对应的数据库中。分幅数据接边对分幅采集的矢量数据进行接边处理。图形数据接边的同时要注意保持与属性数据的一致性,线划和与它同位置的多边形边界的接边一致性问题;数据拓扑处理对接边处理后的分幅矢量数据进行拓扑处理。(2)属性数据采集与处理属性数据采集与处理应注意以下原则:属性数据采集应以数据源为依据进行,一般不允许空值,如数据源无此内容,应作相应说明;属性数据采集应保证数据结构和编码方法符合标准要求;属性数据采集应保证与图形数据的逻辑一致性;需要先对数据进行逻辑一致性检查和汇总检查,并结合图形数据检查关键字的有效性。属性数据的采集主要用两种方式进行:一种是在GIS采集软件中按图形逐个输入属性内容;另
26、一种是在外部数据库中输入属性内容,然后通过关键字段连接到图形上来。按图形逐个输入属性数据对于扫描影像图上标注有的图形属性(如图斑号、地类码、线状地物编码等)可以在图形数据采集时直接输入其属性。对于图斑的权属单位代码,可以先输入辖区文件的代码,然后通过相同空间位置赋值的方法来输入。用外部数据库采集输入可以用通用的数据库软件如FOXPRO、FOXBASE、ACCESS等,或者编制相应的属性输入程序来进行,操作步骤如下:u 按照要求建立属性结构;u 录入原始属性数据;u 录入数据检查:将录入的数据按图幅汇总并与控制面积核对,如误差超限,则应该仔细核对。另外需进行数据逻辑性检查。u 将所有的村的属性数
27、据文件合并成全辖区的属性数据文件,统计汇总县、乡辖区及一级地类面积,并与详查汇总数进行对比检查;u 选择合适的关键字段:关键字段的选择要遵循唯一、简单的原则,一般来说对于图斑数据以权属代码和图斑号组合作为关键字段,根据图斑编号方式不同有时需要加上图幅号。u 使用专门的连接工具进行图形数据与属性数据的连接。(3)入库前数据检核处理:由于数据采集和录入过程中会不可避免地会产生误差,通过数据质量误差传递进入数据库系统。因此,在数据采集、录入完成后,要进行编辑处理,编辑修改矢量结构的点、线、区域的空间位置及其图形属性、增加或删除点、线、区域边界,并适时自动校正拓扑关系,以便符合建库要求。目的是为了消除
28、源数据中的错误和数据重组,保证整个数据库的正确。入库前数据检核处理的主要包括:空间数据的分层检查依据第二次全国土地调查数据库标准要求,检查空间数据的分层是否正确、数据文件命名、数据是否齐全、数据格式是否符合入库要求。数学基础检查检查空间数据的坐标系和投影是否符合建库要求,各分层数据坐标系和投影是否一致。将图廓点、公里格网点、控制点等坐标按检索条件在屏幕上显示,并与理论值核对。图形数据位置精度检查在屏幕上将检测要素逐一显示或绘出要素全要素图(或分要素图)与地理要素分类代码表和矢量化原图对照,目视抽样检查各要素分层是否正确或遗漏、位置精度是否符合要求、多边形是否闭合,目视全面检查行政区划(权属)要
29、素是否正确,形成检查记录;将全要素数字线划图打印输出作为检查图,并由质量检查员将其与扫描矢量化底图套合检查,将检查到的错误标注在检查图上,及时交还作业员修改。在检查图上应有作业员和检查员的签名。检查中发现严重错误或检查结果错误率超过30%的图幅,应要求作业员返工。图形数据逻辑一致性检查逻辑一致性检查是指拓扑关系检查。检查内容包括:拓扑关系是否存在,多边形是否闭合,是否仅有一个标识码,是否有线段自相交、两线相交、线段打折、公共边重复、悬挂点或伪节点、碎片多边形等;接边精度检查位置接边检查:检查同层内跨图幅的线要素和面要素在接边线处是否连续,并根据接边地物的坐标差计算位置接边精度;属性接边检查:主
30、要检查在接边线处连续地物的属性是否一致;检查方法:以接边主图幅为基准,沿接边线搜索相邻图幅是否有相应要素,比较属性代码是否一致,位置偏差是否符合要求。属性数据结构的检查检查属性文件是否建立,属性是否齐全,各要素层属性结构是否符合标准要求;通过属性值特征检查属性值的正确性,主要内容包括字符合法性检查、非空性检查、频度检查、范围检查等;采用输出检查图的方式将主关键字和地类面积等重要的属性数据标注在图上,由专业质量检查员检查属性值的正确性;专业质量检查员检查分幅、行政区、权属区的面积汇总数据的正确性,对误差超限的数据应责成作业员自查。2.1.4数据库建立软件的选择本设计选择北京苍穹数码测绘有限公司的
31、国土数据处理系统-Kanq LandPS进行数据的最后入库建库工作。国土数据处理系统-Kanq LandPS软件介绍:2007年7月正式启动的全国第二次土地调查,目的是为了全面查清土地利用状况,掌握真实的土地利用基础数据,建立和完善土地调查、统计和登记制度,实现土地调查信息的社会化服务,满足经济社会发展及国土资源管理的需要。苍穹数据处理工具为二次调查的数据库建设提供了一整套的科学的建库流程。苍穹数据处理工具集数据采集、编辑、检查处理、数据入库、数据库维护、变更于一体,以正射影像图为基础,进行数据采集,经过强大的数据质量检测控制,最终建立集矢量、影像、属性、文档为一体的土地利用现状数据库。国土数
32、据处理系统-Kanq LandPS特色功能(1)支持多种格式的源数据采集数据采集方式多样,支持与CAD、VCT、ARCGIS、MAPGIS等多种数据格式之间的互相交换,同时也可以在影像、DEM、黑白地图等各种栅格数据上进行数据采集。(2)强大的拓扑分析处理功能系统提供了强大的拓扑分析处理的功能,其中包括缓冲分析,叠置分析等多种图形拓扑功能,使整个辖区范围内的图斑达到完全无缝,宗地、界线之间完全无相交、重叠等问题,保障了数据的准确性。(3)高效的质量检查和批处理功能质量检查过程中,系统不仅能对检查的错误进行手工修改,同时也提供了多层数据叠加后的批量处理功能,提高了工作效率,保证了工作质量。(4)
33、针对文件和数据库,不限图幅数量的自动批处理接边与数据融合功能系统也提供了强大的接边功能,不仅可以针对文件进行手工接边,同时也可以对数据库和整个文件夹进行不限图幅数量的自动批处理接边功能,并直接将分幅图两边的图斑,通过地类号、图斑号、座落单位代码相同的方式进行数据融合,将这些被切割的图斑融合成一个整的图斑。(5)、地类界线随意采集与自动套合当重新采集的数据与原始数据有误差时,可以给定一个误差限,将指定的层或者单个图块通过界线套合功能进行修正,以其中一个数据为准,将另一个数据进行校正。在进行图斑地类界线采集时,无需过于强调精度,使用此功能可以将相邻图斑的地类界线、界址线等进行自动套合,达到图斑之间
34、的完全无缝化。(6)、图幅平差与控制面积平差相结合系统提供了对于全区的控制面积平差和图幅平差相结合的方式,最大限度的减小了数据采集建库所产生的误差。同时在小范围的变更过程中,系统提供了对变更后的图斑进行动态平差的功能,自动维护图斑的平差面积,无需按照图幅或者控制面积对整个区域进行重新计算,从而使统计结果更加准确真实。(7)自定义的符号库管理系统提供了专业的符号库管理器,可以对需要用到的符号进行自定义的增删改,并可以针对数据的每个图层进行符号渲染等多种渲染方式。(8)地图综合(缩编)系统提供了强大的地图综合功能,对于图斑可以按照一级类进行地图综合,可以输出整个辖区范围内的土地利用现状图,并对于小
35、比例尺的地形图、地籍图、挂图等进行缩编,更好的完成专题图件的输出。2.2 数据库设计2.2.1数据库的内容及组织管理方法设计数据库的内容如图2.2。专业数据 土地利用数据 土地权属数据 基本农田数据 土地专项调查统计数据 专题图数据栅格数据 数字高程模型 数字正射影像图 扫描影像图基础地理信息土地调查数据库元数据图2.2 数据库的内容数据库内容设计的目标是确定数据库的数据组成、数据分类、数据编码和数据库结构。数据库组织管理方法设计的目标是确定数据库存储和管理方法。一般说来,目前土地利用现状数据库存储方法有两类:文件存储方式和空间数据库存储方式。文件存储方式的特点是处理方法较简单、数据冗余少、易
36、维护,但不能适应多用户分布式数据管理和应用的需求。空间数据库存储方式的特点是数据处理方法较复杂、数据冗余较多,但能满足多用户分布式数据管理和应用的需求。但随着数据存储设备能力的提高和技术的进步,数据处理方法和数据冗余已经成为系统设计者考虑的次要因素,因此能满足日益增长的多用户分布式数据管理和共享应用需求空间数据库存储方式已成为当前农村土地调查数据库管理系统所采取的主要数据存储手段。数据库结构设计,空间要素采用分层的方法进行组织管理。如图2.3。土地调查数据库数据入库图2.3空间要素分层示意图2.2.2数据关系设计(1)拓扑关系设计对于土地利用要素关键层,如地类图斑、行政辖区、宗地等,设计图层内
37、和图层间的拓扑规则。设计为多边形内部不允许有重叠,不允许有空洞;权属界线与权属多边形之间界线严密吻合;现状地物不允许有自相交等。(2)数据关联设计对于不同地类要素之间的关联、要素与表之间的关联,需要建立它们之间的关联规则。如:界址点与界址线连接型的关联规则、地类图斑与地类图斑之间的要素显示关联规则、宗地与宗地扩展属性表之间的复合关系关联规则。2.2.3数据字典设计数据字典是描述数据的信息的集合,是对系统中所有使用数据元素的定义的集合。数据字典的内容一般包括:数据项、数据结构、数据流、数据存储和加工过程。其作用是对系统中数据做出详尽的描述,提供对数据库数据的集中管理。建立系统数据字典的具体操作如
38、下:(1)输入名称在列表框中选择缺省数据字典后,在名称栏中填写数据字典文件名称。(2)选择路径输入数据字典文件所存放的路径,或者单击路径选择按钮选择文件路径。(3)设置数据字典参数(4)设置数据字典参数包括省级行政代码和市、县、乡、村及以下级的代码长度,按照全国行政区国家编码标准,省级行政区、地区行政区、县级行政区的编码长度均为两位。为了与国家标准一致,系统内数据字典的各级行政编码长度都设为两位,但县级以下行政区编码均设为三位。为了描述方便,在系统的编码体系中将地区行政区和县级行政区合称为“县级行政区”,因此,省级行政区编码长度应填写为“2”,县级行政区编码长度应填写为“4”,县级以下行政区编
39、码长度应填写为“3”。以下是三门峡市湖滨市的数据字典:图2.4 数据字典2.3土地利用现状数据库功能设计土地利用现状数据库需要完成土地调查数据从输入编辑处理、管理分析到查询、统计输出等一系列的操作,因此土地利用现状数据库应包括如下基本功能: 数据输入、编辑和处理土地利用现状数据在数据采集过程中不可避免的会引入错误,而且由于数据来源的多样化造成了数据格式、数据结构、数据的数学基础(比例尺、坐标系和投影)与系统所要求的不一致,因而有必要在数据入库前对土地利用现状数据源进行预处理。数据处理主要是对数据形式进行处理,并不涉及内容的分析。数据处理的内容主要包括:数据输入、数据转换、数据编辑、数据拼接和数
40、据提取等。数据输入功能主要用来处理数据的采集和系统外部格式的转入,是系统的数据入口。数据转换功能用来处理数据的数学基础的转换,即投影转换、坐标系转换和比例尺转换。数据编辑是为了消除源数据中的错误和数据重组,它的主要操作有增加、删除、拷贝、移动、光滑和量算等。数据拼接主要是用来处理图幅数据,即将若干幅图形和属性数据拼接在一起以便于统一管理。数据提取的目的则是为了数据分层(类)并消除数据冗余。 数据分析和管理数据的分析是数据处理的继续,它进一步对数据的内容进行组织以完全达到数据管理的要求。在土地利用现状数据库中,数据的分析主要包括以下内容:空间数据关系(拓扑结构)的建立,数据的叠加、裁剪和缓冲区分
41、析,区域数据的合并、分割等。空间数据关系(拓扑结构)的建立是空间分析和应用的基础,在农村土地调查数据库管理系统中使用拓扑结构来定义空间关系并进行空间数据的组织。空间数据拓扑关系包括邻接、关联和包含等关系。数据叠加是把相同区域内不同类型、不同层次的数据叠放在一起以对某项(些)专题信息进行对比和融合分析的空间分析功能。数据裁剪是一种用指定的面状区域(如行政区、自然保护区等)去切割所需要的不同类型和不同层次的区域数据提取方法。缓冲区分析是以指定的地理(图形)目标为中心,以指定的距离为辐射半径生成一个面状区域并用该区域进行数据裁剪的应用空间分析工具。在土地利用现状数据库中,数据的叠加、裁剪和缓冲区分析
42、等空间分析工具有着重要的实际应用意义,如在建设用地审批时为了确定该建设用地是否符合土地利用规划的要求需要将建设用地数据和土地利用规划数据进行数据叠加;在修建公路项目预算时,为了计算征地面积和赔偿损失,需要以公路(线状目标)为目标在土地利用现状数据层中进行缓冲区分析。数据管理的主要目标是实现多源、多尺度空间数据融合管理,其内容除包括一般的文件操作和窗口功能外,还包括建立数据索引、属性数据结构的建立与维护、数据入库、数据层的管理、数据字典的建立与维护、系统安全维护等库管理功能。文件操作指的是文件的建立、打开、编辑、保存和关闭等;窗口功能包括缩放、移动、刷新、清除等。建立数据索引的目的是为了提高数据
43、管理的速度和效率并进一步使系统用户化。土地利用现状数据索引包括图幅索引、行政区索引和数据文件的索引三种。属性数据结构的建立与维护是系统提供的与外部关系数据库管理系统的连接,它包括结构的建立、修改、转换、浏览等。数据入库包括库类型和结构的定义、修改、删除和数据导入等功能。数据层的管理包括层结构的定义、修改、删除和层的编辑、显示、冻结等性能的设置功能。数据字典的建立与维护包括数据字典结构的定义、修改、删除以及和对应属性数据库、属性字段建立连接的功能。系统安全维护包括数据备份、文档保护、网络安全保护、系统环境设置和业务系统安全保护等功能。数据的动态更新在土地利用现状数据库建成以后,为了保证数据的实时
44、性,同时也是为了适应土地利用变更调查工作的需要,有必要在土地利用现状数据库中完成农村土地调查数据的动态更新功能。 数据查询、统计和分析数据的查询、统计和分析是数据库管理系统的重要应用组成。在土地利用现状数据库中,数据的查询和统计和分析功能主要包括:日常查询统计、报表汇总统计和统计分析。报表汇总统计报表汇总统计是充分利用数据库和表格技术,通过对各级年度基础数据进行分类、统计并进行相应的汇总分析,为各级政府部门提供标准格式的汇总数据及相关决策依据。报表汇总统计主要包括以下内容:基层统计台帐、统计簿、土地利用变更表、基本农田统计表和逐级汇总统计表等。日常查询统计日常查询统计与报表汇总统计相比属于随机
45、的、非标准的统计分析模型,它的处理对象包括图形和属性数据,主要应用于日常的土地资源信息管理工作。日常查询统计主要有以下内容:u 图形和属性信息的双向查询也称作条件查询,其要求是先选定所要查询信息的条件(如选择图形目标、输入属性条件等),然后从数据库中取出符合条件的目标集合并加以简单的统计分析,然后进行显示和输出。u 综合信息查询是指在查询统计过程中使用了空间分析工具,通常也叫空间查询。在土地利用现状数据库中,缓冲区查询是最常用的一种综合信息查询功能。 统计分析统计分析是土地统计工作的重要组成部分,其目的是对土地数量结构、利用状况和权属状态的区域分布特征、变化规律及发展趋势进行研究,为土地利用、
46、土地开发、土地保护等工作制定正确的政策、法规和计划提供决策依据。数据表达和输出数据的表达和输出是农村土地调查数据库管理系统的最后一个环节,所有数据处理、查询统计和空间分析的结果都需要输出。空间数据输出的结果是各种类型的、各种介质的图件,属性数据输出的结果是表格或数据库文件。数据的表达和输出的主要功能包括表格设计与维护、符号设计与维护、图件与表格输出的版式设计、打印输出等。数据传输和数据库状态监测数据网络传输功能的目的是上下级数据库管理系统间实现不同平台、操作系统间进行数据的网络传输,主要功能包括地址搜索、地址设置、状态显示、传输测试等功能。数据库状态监测模块主要是对数据库的读写及数据库(集群)
47、用户情况进行实时监测、分析,出现异常情况及时报警,主要功能包括状态浏览、状态分析、警报阈值设置等。3 应用苍穹国土处理系统Kanq LandPS实现数据入库3.1 数据库创建在软件的“系统设置”菜单下选择“标准MDB数据库创建”。如图3.1。图3.1 创建数据库在数据库类型里选择“ARCGIS版苍穹标准数据库(MDB)”在相关参数里设置MDB数据库的路径、坐标系统、空间数据的最大最小地理坐标信息和注记比例尺。软件将按所设置的信息创建ARCGIS版的标准二调土地利用数据库。创建好数据库之后,退出系统,重新进入,连接前面创建的数据库,就可以进行数据处理和入库了。3.2 数据字典及空间参考设置(1)数据字典设置在软件的“系统设置”菜单下选择“管理区设置”。如图3.2。图3.2 管理区设置图中管理区字典是通过导入EXCEL获取的