關(guān)于土地信息系統(tǒng)建立過程中的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的探討

【摘要】數(shù)據(jù)對土地信息系統(tǒng)（LIS）來說是至關(guān)重要的，數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞是土地信息系統(tǒng)建設(shè)成敗的關(guān)鍵。本文將對土地信息系統(tǒng)建立過程中有關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量問題進行探討。

【關(guān)鍵詞】土地信息系統(tǒng)；數(shù)據(jù)質(zhì)量；誤差；分辨率；坐標變換；矢量數(shù)據(jù)；柵格數(shù)據(jù)；拓撲

一、前言

土地是人類的寶貴財富，是人類社會進行物質(zhì)生產(chǎn)所必需的基本條件和自然基礎(chǔ)。如何科學、合理地利用有限的土地資源，如何及時了解與掌握土地利用變化數(shù)量和空間特點，對于保持耕地總量動態(tài)平衡和土地持續(xù)利用具有十分重要的意義。

土地信息系統(tǒng)（LIS）是地理信息系統(tǒng)的一個分支，是一種基于宗地[以宗地（地塊）為單位]的計算機管理信息系統(tǒng)。是一種利用計算機技術(shù)及其屬性數(shù)據(jù)進行采集、處理、管理、查詢、分析、應用和維護更新的空間信息系統(tǒng)，是土地管理的現(xiàn)代化工具，是土地規(guī)劃和管理定量化、科學化的方法、手段。但是，在土地信息系統(tǒng)的建設(shè)過程中，還存在許多問題，給土地信息系統(tǒng)的建設(shè)及發(fā)揮帶來一定困難。這里僅對土地信息系統(tǒng)建設(shè)中的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題進行探討。

二、對LIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的認識

數(shù)據(jù)是一種未經(jīng)加工的原始資料，是客觀對象的表示，它可以是數(shù)字、文字、符號、圖像，數(shù)據(jù)是信息的具體表達形式。一個LIS系統(tǒng)包括空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)之間的關(guān)系以及空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)。人們往往以為計算機為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量是可靠的，很少懷疑利用信息系統(tǒng)產(chǎn)生的分析結(jié)果在數(shù)據(jù)質(zhì)量方面會有問題，但事實遠非如此。在某些情況下，由于多種原因，計算機分析的結(jié)果甚至會比手工分析的誤差更大。這里除軟件、硬件的質(zhì)量問題，計算方法上的問題，以及分類、編碼、輸入、操作的明顯疏忽外，數(shù)據(jù)本身的質(zhì)量是重要的原因。土地信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)來源廣，數(shù)據(jù)采集的任務重，在數(shù)據(jù)庫建立過程中會出現(xiàn)許多人為和系統(tǒng)的誤差，甚至還有可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)錯誤，最后采集的數(shù)據(jù)無法準確反映規(guī)劃和管理的實際狀況，建立在此數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的系統(tǒng)往往也就達不到管理自動化輔助決策的目的，而只不過是“看看而已”的一種“擺設(shè)”罷了。數(shù)據(jù)庫（包括空間數(shù)據(jù)庫和非空間數(shù)據(jù)庫）是土地信息系統(tǒng)最基本、最重要的組成部分，也是投資比重最大的部分。數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞，直接影響系統(tǒng)的功能和應用。不僅要根據(jù)技術(shù)規(guī)程衡量數(shù)據(jù)質(zhì)量，還要從數(shù)據(jù)使用角度分析數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。數(shù)據(jù)質(zhì)量通常是指數(shù)據(jù)的可靠性和精度，它主要用數(shù)據(jù)的誤差來度量的。現(xiàn)就土地信息系統(tǒng)建立過程中的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題作進一步的探討。

三、數(shù)據(jù)源質(zhì)量的問題

土地信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源指建庫中所需要的各種數(shù)據(jù)類型的來源。它是土地信息系統(tǒng)最基本、最重要的組成部份。土地信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源多種多樣，主要包括有：地圖，地圖是系統(tǒng)最主要的數(shù)據(jù)源，因為地圖是地理數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)描述形式，是具有共同參考坐標系統(tǒng)的點、線、面的二維平面形式的表示，內(nèi)容豐富，圖上實體間的空間關(guān)系直觀，而且實體的類別和屬性可以用各種不同的符號加以識別和表示。從土地信息系統(tǒng)建立的過程來看，它的主要因素有：各種測量數(shù)據(jù)，地圖和遙感數(shù)據(jù)等的誤差；調(diào)查和統(tǒng)計造成的屬性數(shù)據(jù)誤差，以及文檔數(shù)據(jù)的錯誤等，數(shù)字化前的預處理、手扶踀自動化的分辨率和矢量化精度。

1、遙感數(shù)據(jù) 地理信息系統(tǒng)、遙感和計算機輔助制圖是現(xiàn)代地理學的重要技術(shù)手段。遙感作為一種獲取和更新空間數(shù)據(jù)的強有力手段，能及時地提供準確、綜合和大范圍進行動態(tài)監(jiān)測的各種資源與環(huán)境的信息，因此遙感數(shù)據(jù)是土地信息系統(tǒng)的一個重要數(shù)據(jù)源。

2、測量數(shù)據(jù)

各種原始的測量數(shù)據(jù)是土地信息系統(tǒng)的主要來源之一。包括宗地的權(quán)屬界線、位置、形狀、數(shù)量、面積、各級行政界線、地形圖測量等。由于人和環(huán)境的因素，測量數(shù)據(jù)不可避免地受到人為誤差（對中、讀數(shù)、平分等誤差）、儀器、環(huán)境的影響。來源于地面測量的數(shù)字數(shù)據(jù)中含有控制測量和碎部測量誤差。其中控制點誤差又受控制網(wǎng)的參考基準、網(wǎng)形和觀測精度以及觀測費用等因素的影響。碎部點誤差除了繼承了控制點的誤差外，還受自身觀測方法，觀測精度和地界的人為判斷，以及地物地貌的取舍等因素的影響。當然原始數(shù)據(jù)誤差受觀測儀器、觀測者和外界環(huán)境三種因素影響。地籍要素是構(gòu)建土地信息系統(tǒng)極為關(guān)鍵的一步，其測量數(shù)據(jù)的精度高低決定了系統(tǒng)功能能否得到正確和充分發(fā)揮。

從地籍測量成果的有效性和土地管理的可能性來考慮，為了保證各權(quán)屬單元之間的界線清晰，邊界無爭議，并且雙方都能接受而不損害他人和國家的利益，地籍測量要達到一定精度。因此，必須要有相應的數(shù)據(jù)采集方法作為保證。地籍要素的采集方法目前主要有兩種，一種是傳統(tǒng)的模擬式外業(yè)測圖方法，另一種是野外全數(shù)字化數(shù)據(jù)采集方法。傳統(tǒng)方法的主要作法是在地籍控制測量的基礎(chǔ)上，用解析法測量出權(quán)屬界址點坐標，以控制點或以界址點為基礎(chǔ)施測成地籍圖，要形成入庫數(shù)據(jù)信息，則要通過對原圖數(shù)字化來實現(xiàn)。

3、調(diào)查、統(tǒng)計、文檔數(shù)據(jù)問題

建立土地信息系統(tǒng)，必須首先進行土地基本信息的搜集，開展地籍調(diào)查工作，核實宗地權(quán)屬，掌握土地利用狀況，獲得宗地位置、形狀及其面積的準確數(shù)據(jù)，為建庫奠定基礎(chǔ)。建立完備的信息系統(tǒng)，必須具備這樣的條件：大比例的地形圖或地籍圖；野外測量的界址點數(shù)據(jù)；宗地的屬性數(shù)據(jù)（土地登記申請書、地籍調(diào)查表、審批表等）。全省在進行大大規(guī)模的城鎮(zhèn)地籍時，由于受當時的條件限制，自動化程度低，各作業(yè)單位作業(yè)水平的不同，或多或少出現(xiàn)一些問題。在建庫時所發(fā)現(xiàn)的問題主要是界址點的坐標成果與地籍上的位置不吻合；相鄰宗的同一界址點坐標不同；界址邊長、宗地面積計算有誤。某些縣（市）為了進行土地登記，由于多方面的原因，在進行初始地籍調(diào)查時，只作權(quán)屬調(diào)查，不作規(guī)范的地籍測量。為了計算面積，用皮尺或鋼尺丈量界址邊長及相關(guān)尺寸，用幾何圖形法計算出宗地面積，而不測址點坐標和地籍圖。這樣做不利于信息化的管理。

4、圖形數(shù)字化

土地信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建立后，其中已經(jīng)包含了數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)庫建庫所引入的誤差。數(shù)據(jù)庫中的多源數(shù)據(jù)，經(jīng)過系統(tǒng)的各種分析處理后，在形成新的數(shù)據(jù)和最后產(chǎn)品的過程中還會產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。

四、數(shù)據(jù)應用質(zhì)量

土地信息數(shù)據(jù)在使用過程中往往出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，這些問題包括數(shù)據(jù)的完備程度，時間的有效性，拓撲關(guān)系的正確等。

數(shù)據(jù)的完備程度。數(shù)據(jù)的完備程度指地理數(shù)據(jù)在范圍、內(nèi)容、及結(jié)構(gòu)方面滿足所有要求的完整程度。包括數(shù)據(jù)范圍、空間實體類型、空間關(guān)系分類、屬性特征分類等方面的完整性。

一般來說，空間范圍越大，數(shù)據(jù)的完整性就越差。在土地信息系統(tǒng)的建庫過程中，數(shù)據(jù)不完整最簡單的例子是缺少數(shù)據(jù)。地籍檔案來源于土管機關(guān)的地籍部門，數(shù)量大、形式多、浩繁、零亂，隨著時間地推移，以及人為和自然的各種因素地影響，有可能遭到損壞。如檔案老化，書寫材料低劣、地籍檔案變到污染，變色、蟲蛀等現(xiàn)象，進而影響到整個系統(tǒng)的質(zhì)量。

五、結(jié)論

數(shù)據(jù)是LIS最基本和最重要的組成部分，同時也是一個LIS項目中投資比重最大的一個部分。數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞，會直接影響到LIS的系統(tǒng)功能和應用質(zhì)量問題的三個方面（數(shù)據(jù)源的質(zhì)量問題、數(shù)據(jù)處理質(zhì)量問題、數(shù)據(jù)應用質(zhì)量問題）著手，對LIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題進行了一定的歸納總結(jié)和初步的探討。眾所周知，LIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量是影響LIS的一個瓶頸環(huán)節(jié)，LIS數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)種類多、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜。因此，在LIS的建設(shè)過程中，如何在數(shù)據(jù)采集與建庫中實施質(zhì)量控制，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量對土地信息系統(tǒng)建設(shè)來說顯得尤為關(guān)鍵。