土地規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫多邊形質(zhì)量問題修復(fù)技術(shù)

摘 要：本文在土地規(guī)劃數(shù)據(jù)建庫和質(zhì)量檢查的工作實(shí)踐中，分析了土地規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及質(zhì)量問題來源，著重探討了規(guī)劃空間數(shù)據(jù)中多邊形質(zhì)量問題修復(fù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：土地規(guī)劃；空間數(shù)據(jù)質(zhì)量；質(zhì)量問題修復(fù)；多邊形

規(guī)劃空間數(shù)據(jù)質(zhì)量存在問題，將影響國土部門對它的應(yīng)用。土地規(guī)劃數(shù)據(jù)建庫過程中會產(chǎn)生大量的碎片多邊形，形成大量的多邊形拓?fù)溴e誤，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性、不一致性、不確定性等質(zhì)量問題，在數(shù)據(jù)成果質(zhì)量檢查階段采取行之有效的措施進(jìn)行質(zhì)量檢查發(fā)現(xiàn)錯誤并對錯誤進(jìn)行修復(fù)是保證規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫質(zhì)量的重要手段。

1 土地規(guī)劃數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)

土地規(guī)劃數(shù)據(jù)成果內(nèi)容豐富，包含空間數(shù)據(jù)（矢量數(shù)據(jù)和柵格圖形數(shù)據(jù)）、規(guī)劃表格、規(guī)劃文本及元數(shù)據(jù)等。土地規(guī)劃數(shù)據(jù)庫除具有一般GIS數(shù)據(jù)庫的時間特征、空間特征、屬性（非結(jié)構(gòu)化）特征外，還包括面向規(guī)劃、共享性、一致性三個最顯著特征。土地規(guī)劃數(shù)據(jù)庫是面向規(guī)劃的，數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)內(nèi)容受土地利用規(guī)劃業(yè)務(wù)規(guī)則的嚴(yán)格約束，如各規(guī)劃要素的面積需滿足各類規(guī)劃指標(biāo)的調(diào)控要求，土地規(guī)劃用途空間布局滿足規(guī)劃要求的對應(yīng)關(guān)系，市、縣、鄉(xiāng)級規(guī)劃數(shù)據(jù)庫在內(nèi)容和空間上能夠有效銜接；土地規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)共享性，土地規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫要能夠與其他平臺進(jìn)行資源整合和共享，如“金土工程”、 “一張圖”工程等；規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的一致性主要指規(guī)劃成果之間的一致性。

規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)決定了規(guī)劃數(shù)據(jù)庫質(zhì)量控制的難度。對規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量控制一般包括建庫過程質(zhì)量控制和質(zhì)量檢查質(zhì)量控制。根據(jù)質(zhì)量檢查結(jié)果，對質(zhì)量問題的修復(fù)，是規(guī)劃數(shù)據(jù)庫質(zhì)量控制的關(guān)鍵。只有當(dāng)質(zhì)量問題修復(fù)工作完成，并順利通過規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢查，才能說規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量控制取得了成功。

2 數(shù)據(jù)質(zhì)量問題分析及修復(fù)流程

土地規(guī)劃空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題類型多，涉及的對象多，關(guān)系復(fù)雜。正確合理分析引起錯誤的源，理清各質(zhì)量問題之間的關(guān)系是質(zhì)量修復(fù)的前提。規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫的某些圖層，存在著基礎(chǔ)圖層與衍生圖層的數(shù)據(jù)繼承關(guān)系，基礎(chǔ)圖層的有些質(zhì)量問題會傳遞到衍生圖層中，轉(zhuǎn)化為新的不同類型的質(zhì)量問題。如土地規(guī)劃用途區(qū)的行政范圍和屬性信息，影響其他規(guī)劃要素類的布局范圍、屬性中行政區(qū)代碼取值等；目標(biāo)年規(guī)劃要素的數(shù)據(jù)，是以基期現(xiàn)狀要素為基礎(chǔ)形成的，其布局規(guī)則，受基期現(xiàn)狀要素的約束。此外，數(shù)據(jù)完整性質(zhì)量問題，引起數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)一致性質(zhì)量問題；空間位置方面的質(zhì)量問題，引起圖屬一致性問題，如多邊形圖層重復(fù)、重疊、縫隙質(zhì)量問題，必然會導(dǎo)致屬性一致性和圖屬一致性質(zhì)量問題。

對于某項(xiàng)質(zhì)量問題的修復(fù)，不僅牽涉到存在質(zhì)量問題的對象，還會關(guān)聯(lián)到與之相關(guān)的其他對象，甚至引起其他質(zhì)量問題。如對土地規(guī)劃用途區(qū)內(nèi)圖斑重疊問題的修復(fù)會影響到基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)與土地用途區(qū)的一致性；其次規(guī)劃數(shù)據(jù)質(zhì)量元素之間存在關(guān)聯(lián)，空間圖形數(shù)據(jù)的修復(fù)會影響到圖屬一致性及規(guī)劃成果間一致性，如對建設(shè)用地管制區(qū)圖層內(nèi)縫隙的修復(fù)會導(dǎo)致圖屬不一致，應(yīng)先修復(fù)圖形空間問題，再修復(fù)屬性問題；最重要的一點(diǎn)是規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫基于土地規(guī)劃編制的，對其質(zhì)量問題的修復(fù)，不能違背土地規(guī)劃編制要求，要緊扣規(guī)劃主題，以土地規(guī)劃規(guī)則為基本原則修復(fù)空間關(guān)系。

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 碎片多邊形修復(fù)

建庫過程中的疊加、分割、合并等空間處理過程，極易導(dǎo)致圖斑產(chǎn)生數(shù)量眾多的碎片多邊形。這些碎片多邊形面積細(xì)碎，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)庫的進(jìn)一步分析使用。碎片多邊形修復(fù)主要將面積小于用戶給定閾值400m2的小圖斑刪除、歸并等數(shù)據(jù)綜合操作，刪除操作主要針對超出行政區(qū)邊界的碎片多邊形。數(shù)據(jù)歸并應(yīng)考慮空間上的幾何鄰近、專題屬性上的語義相近、權(quán)屬一致性，還應(yīng)考慮規(guī)劃內(nèi)容規(guī)則約束，要將這四方面因素結(jié)合起來綜合處理?？臻g上的幾何鄰近通過圖斑的拓?fù)溧徑蚕磉呴L來定義，專題屬性上的語義鄰近度，在土地規(guī)劃用途分類二級分類中，與耕地語義鄰近程度從高到低排序?yàn)閳@地、林地、草地、其他農(nóng)用地、城鄉(xiāng)建設(shè)用地、交通水利用地、其他建設(shè)用地；在三級分類中，水田在語義上鄰近程度從高到低為水澆地、旱地。權(quán)屬一致性規(guī)則，是指碎片多邊形與要合并的面要素應(yīng)屬于同一行政區(qū)，因此在碎片多邊形處理前，應(yīng)保證要素權(quán)屬單位信息準(zhǔn)確，無跨行政區(qū)的要素；規(guī)劃內(nèi)容約束是指要嚴(yán)格控制規(guī)劃建設(shè)用地規(guī)模、保證耕地保有量。

在實(shí)際操作中，首先通過權(quán)屬和規(guī)劃內(nèi)容設(shè)定不能合并的圖斑，優(yōu)先合并語義相近圖斑再合并幾何鄰近圖斑。采用 Python 腳本語言編寫基于 ArcObject 組件的合并碎多邊形的工具處理自動合并的碎片多邊形，再用人機(jī)交互方法合并權(quán)屬和規(guī)劃內(nèi)容限定不能合并的圖斑。

3.2 典型多邊形拓?fù)溴e誤修復(fù)

土地規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建庫過程中不可避免地會產(chǎn)生大量拓?fù)溴e誤，常見的多邊形拓?fù)溴e誤有多邊形自相交、多邊形重疊、多邊形間存在縫隙，這些錯誤主要存在于土地規(guī)劃用途區(qū)、土地規(guī)劃地類、規(guī)劃基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)、建設(shè)用地管制區(qū)圖層中。對于多邊形拓?fù)溴e誤的修復(fù)仍要以規(guī)劃規(guī)則約束為中心，多邊形拓?fù)溴e誤修復(fù)會引起面積、權(quán)屬等屬性的改變，進(jìn)而影響上下級指標(biāo)一致性、空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)的一致性等。多邊形自相交，可直接將凸出的部分擦除，凹進(jìn)的部分合并。多邊形重疊處理之前，應(yīng)保證其行政區(qū)代碼屬性準(zhǔn)確，首先計算重疊部分的面積，重疊部分的面積小于最小圖斑面積的，將相互重疊多邊形中面積較大的多邊形對面積較小的多邊形進(jìn)行擦除；重疊部分的面積大于最小上圖面積的，進(jìn)行人機(jī)交互處理。層內(nèi)多邊形存在縫隙，首先用該多邊形擦除行政區(qū)圖層，將結(jié)果圖層更新到該多邊形圖層中，然后根據(jù)面積判定規(guī)則進(jìn)行縫隙的處理。面積小于最小上圖面積的縫隙視為碎片多邊形，按碎片多邊形的處理方法進(jìn)行綜合；面積大于最小上圖面積的縫隙，進(jìn)行人機(jī)交互處理。

4 結(jié)束語

本文基于土地規(guī)劃業(yè)務(wù)規(guī)則，在分析規(guī)劃數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對規(guī)劃數(shù)據(jù)質(zhì)量問題來源及數(shù)據(jù)庫修復(fù)流程進(jìn)行分析，探討了碎片多邊形修復(fù)技術(shù)及典型多邊形拓?fù)溴e誤修復(fù)技術(shù)，利用ArcGIS強(qiáng)大的空間分析功能及靈活的組件開發(fā)功能，高效地處理規(guī)劃空間數(shù)據(jù)多邊形質(zhì)量問題。該技術(shù)應(yīng)用在望城區(qū)、邵東縣、海南省文昌市等土地規(guī)劃建庫工作中，取得了良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張浩. 土地利用總體規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫質(zhì)量控制方法研究[D]. 南京大學(xué)，2012.

[2]TD/T 1027-2010，鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)[S] 國土資源部.

[3]陳鍵. GIS環(huán)境下基于知識規(guī)則的土地利用數(shù)據(jù)制圖綜合研究[D].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.